特種膠片防粘連的研究

潘冬輝 ，張慶功 ，姜 治 ，劉 濤 ，盧志凱

（1 樂(lè)凱醫(yī)療科技有限公司 河北 保定 071054）

（2 河北省醫(yī)用影像材料及應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新中心<籌> 河北 保定 071054）

（3 空軍駐保定地區(qū)代表室 河北 保定 071054）

0 引言

特種膠片由于是特殊部門使用，使用環(huán)境多變，膠片在儲(chǔ)存和使用不當(dāng)?shù)那闆r下容易發(fā)生粘連，輕則造成影像缺失或模糊，重將造成產(chǎn)品的大量報(bào)廢，導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特種膠片制造和加工的工藝水平也隨之逐步提升。為了適應(yīng)現(xiàn)在的高溫快速顯影，要求膠片的機(jī)械物理性能不斷提高。防粘連性能是膠片的重要物化指標(biāo)之一，是指膠片在貯存、運(yùn)輸和使用過(guò)程中，其表面涂層所具有的防止和抵抗膠片涂層間粘連的能力。膠片的防粘連性能一般用粘連面積的百分率表示的[1]。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究分析，建立檢驗(yàn)方案，并通過(guò)研究改善防粘連的方案，驗(yàn)證改善效果，為提高特種膠片的防粘連性打下技術(shù)基礎(chǔ)。

1 防粘連測(cè)試方法確定

首先研究人員要模擬出膠片的粘連效果，并對(duì)測(cè)試方法進(jìn)行優(yōu)化。研究人員對(duì)相關(guān)的影響因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)研究，綜合測(cè)試，挑選出最適合測(cè)試膠片粘連效果的試驗(yàn)條件[2-4]。

1.1 平衡時(shí)間對(duì)膠片粘連測(cè)試的影響

護(hù)膜中不添加任何補(bǔ)加劑的情況下，在溫度40 ℃，濕度90%，壓強(qiáng)（1.6 kPa）條件下，對(duì)膠片進(jìn)行不同平衡時(shí)間對(duì)膠片粘連的影響試驗(yàn)。

圖1 不同平衡時(shí)間的膠片粘連面積Fig.1 Adhesion area of the film at different equilibrium times

從實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)看出：膠片隨著平衡放置時(shí)間的增長(zhǎng)，膠片的粘連有上升趨勢(shì)。

1.2 壓強(qiáng)對(duì)膠片粘連測(cè)試的影響

護(hù)膜中不添加任何補(bǔ)加劑的情況下，在溫度40 ℃，濕度90%下，平衡時(shí)間48 h條件下，進(jìn)行不同壓強(qiáng)對(duì)膠片粘連的影響試驗(yàn)。

圖2 不同壓強(qiáng)下膠片粘連面積Fig.2 Adhesion area of the film under different pressures

從實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)看出：膠片隨著壓強(qiáng)變大，粘連面積有上升趨勢(shì)，而在（1.6～3.2）kPa范圍內(nèi)變化不明顯。

1.3 濕度對(duì)膠片粘連測(cè)試的影響

護(hù)膜中不添加任何補(bǔ)加劑的情況下，在溫度40 ℃，壓強(qiáng)（0.4 kPa），平衡時(shí)間48 h條件下，進(jìn)行不同濕度對(duì)膠片粘連影響試驗(yàn)。

圖3 不同濕度下膠片粘連面積Fig.3 Adhesion area of the film under different humidity

從實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)看出：隨著濕度的增長(zhǎng)，膠片的粘連面積有上升趨勢(shì)。在80%濕度以上，膠片粘連面積增長(zhǎng)不明顯。

1.4 溫度對(duì)膠片粘連測(cè)試的影響

護(hù)膜中不添加任何補(bǔ)加劑的情況下，在濕度90%，壓強(qiáng)（0.4 kPa），平衡時(shí)間48 h條件下，進(jìn)行不同溫度對(duì)膠片粘連影響試驗(yàn)。

圖4 不同溫度下膠片粘連面積Fig.4 Adhesion area of the film at different temperatures

從實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)看出：隨著溫度的增長(zhǎng)，膠片的粘連面積有上升趨勢(shì)。溫度達(dá)到50 ℃以上，膠片粘連面積變化不明顯。

1.5 優(yōu)化試驗(yàn)方案

對(duì)特種膠片粘連效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。找出能夠驗(yàn)證粘連效果最有效率的方法，即除平衡時(shí)間外最苛刻的試驗(yàn)條件：溫度50 ℃，壓強(qiáng)（0.4 kPa），濕度95%。再對(duì)平衡時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)，確定最有效、效率高的試驗(yàn)方案。平衡時(shí)間24 h后，能夠明顯地比較出膠片粘連效果。同時(shí)對(duì)膠片性能進(jìn)行測(cè)試。在高溫高濕的條件下，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，膠片的粘連過(guò)于嚴(yán)重，膠片性能測(cè)試?yán)щy，所以選取平衡時(shí)間為24 h，既能夠反映出膠片的粘連效果，又不影響膠片的性能測(cè)試。

特種膠片粘連測(cè)試方法為：在溫度20 ℃，RH25%的環(huán)境下，膠片和背面防光暈對(duì)貼后，上壓物體使其壓強(qiáng)為0.4 kPa，放入老化箱（溫度50 ℃，濕度95%）中平衡24 h，取出后，進(jìn)行膠片沖洗，觀測(cè)膠片的粘連情況。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 設(shè)備及裝置

實(shí)驗(yàn)涉及的主要儀器及設(shè)備：電子天平、雙注乳化設(shè)備、恒溫水浴、電動(dòng)攪拌儀、小型擠壓涂布機(jī)、感光儀、老化箱、密度計(jì)。

除以上所列之外，大部分操作都是在暗室條件下完成的。

2.2 實(shí)驗(yàn)藥品

明膠（法國(guó)）；硝酸銀（西隴）；溴化鉀（山東）；銥鹽（六氯銥酸銨）；硫代硫酸鈉（日本）；三氯化金（北化）；NH4SCN（北京益利）；增感染料三種（自產(chǎn)）；聚合物GA（自產(chǎn)）；聚合物L(fēng)A（自產(chǎn)）；聚合物GB（自產(chǎn)）；表面活性劑四種（自產(chǎn)）；毛面劑（自產(chǎn)）；防灰霧劑（自產(chǎn)）；堅(jiān)膜劑（自產(chǎn)），所用藥品均為照相級(jí)，個(gè)別藥品為分析級(jí)，試劑配置用水為去離子水。

2.3 溴化銀立方體顆粒乳劑制備

（1）采用溴離子濃度反饋調(diào)節(jié)的平衡雙注乳化技術(shù)，在60 ℃溫度下，通過(guò)計(jì)算機(jī)反饋調(diào)節(jié)體系控制乳化過(guò)程中的pBr值，將硝酸銀和溴化鉀溶液均勻加入，銥鹽添加在溴化鉀溶液中，制備出粒徑均一的溴化銀立方體顆粒乳劑。

（2）采用化學(xué)增感和染料增感兩種增感方式，首先采用硫金進(jìn)行化學(xué)增感，為防止灰霧產(chǎn)生，乳劑中加入適量的防灰霧劑，乳劑增感結(jié)束時(shí)加入定量穩(wěn)定劑終止化學(xué)增感反應(yīng)?；瘜W(xué)增感結(jié)束后，在一定的條件下進(jìn)行染料增感。

（3）在涂布過(guò)程中，將三種不同的補(bǔ)加劑（硅油、毛面劑和聚合物）加入到護(hù)膜中去，并進(jìn)行涂布實(shí)驗(yàn)。涂層自下而上分別為乳劑層、護(hù)膜層。采用坡流式擠壓涂布方式一次進(jìn)行乳劑層和護(hù)膜層涂布，后進(jìn)行干燥。

2.4 性能測(cè)試

（1）膠片沖洗加工方法：用常溫手工沖洗加工，采用X—3常溫顯影液和常溫定影液D—1沖洗加工。沖洗加工工藝如表1。

表1 特種膠片沖洗工藝表Table 1 Special film development process table

（2）粘連性能測(cè)試

膠片粘連測(cè)試方法為：在溫度20 ℃，RH25%的環(huán)境下，膠片和背面防光暈對(duì)貼后，上壓物體使其壓強(qiáng)為0.4 kPa，放入老化箱（溫度50 ℃，濕度95%）中平衡24 h，取出后，進(jìn)行膠片沖洗，觀測(cè)膠片的粘連情況。

3 結(jié)果與討論

3.1 硅油對(duì)膠片粘連的影響

護(hù)膜中添加不同劑量的硅油，在溫度20 ℃，RH25%的環(huán)境下，膠片和背面防光暈對(duì)貼后，上壓物體使其壓強(qiáng)為0.4 kPa，放入老化箱（溫度50 ℃，濕度95%）中平衡24 h，取出后，進(jìn)行膠片沖洗，觀測(cè)膠片的粘連情況。

圖5 不同用量的硅油膠片的粘連面積Fig.5 Adhesion area of the film with different dosage of silicone oil

表2 不同用量的硅油膠片的沖洗性能Table 2 Development performance of the film with different dosage of silicone oil

從實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)看出：隨著硅油的用量增加，膠片的粘連面積有所下降。但是硅油在用量超過(guò)0.05 g/m2時(shí)對(duì)膠片的沖洗性能有影響，所以硅油的用量不能超過(guò)0.05 g/m2。

在護(hù)膜中使用硅油，涂布后在護(hù)膜表面形成一層較為均勻的硅油分散點(diǎn)，在膠片相互接觸時(shí)，有硅油的接觸點(diǎn)，由于硅油的存在，膠片之間防光暈層的明膠不能進(jìn)行接觸，從而不能夠形成連續(xù)的明膠粘連，膠片的粘連面積降低。而硅油的用量過(guò)大，膠片表面形成的硅油點(diǎn)過(guò)于密集，由于膠片的后續(xù)加工，要進(jìn)行沖洗加工，影響顯定影液的滲透，從而影響膠片的沖洗性能。

3.2 毛面劑對(duì)膠片粘連的影響

護(hù)膜中添加不同劑量的毛面劑，在溫度20 ℃，RH25%的環(huán)境下，膠片和背面防光暈對(duì)貼后，上壓物體使其壓強(qiáng)為0.4 kPa，放入老化箱（溫度50 ℃，濕度95%）中平衡24 h，取出后，進(jìn)行膠片沖洗，觀測(cè)膠片的粘連情況。

圖6 不同用量的毛面劑膠片的粘連面積Fig.6 Adhesion area of of the film with with different dosage of matting agent

表3 不同用量的毛面劑膠片的沖洗性能Table 3 Development performance of the film with different dosage of matting agent

從實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)看出：隨著毛面劑的用量的增加，膠片的粘連面積有所下降。毛面劑在用量在0.1 g/m2以上時(shí)對(duì)膠片的粘連性能沒(méi)有太大的影響了，綜合膠片成本計(jì)算，所以毛面劑的用量不能超過(guò)0.1 g/m2。毛面劑的使用對(duì)膠片的性能無(wú)明顯影響。

在護(hù)膜中使用毛面劑，在微觀層面上，毛面劑在護(hù)膜表面形成凸出的半球體，使膠片在接觸時(shí)，先接觸到膠片的毛面劑，因?yàn)槊鎰┎粫?huì)和明膠發(fā)生粘連，從而能夠有效地降低膠片的粘連面積。在宏觀層面上，膠片的光滑度有了一定的提高，膠片的粘連概率變小，從而降低膠片的粘連面積。由于毛面劑呈固體顆粒狀，形成草莓子狀的埋覆，不會(huì)影響膠片沖洗過(guò)程中的顯定影液滲透，從而不會(huì)影響膠片的沖洗性能。

3.3 聚合物對(duì)膠片粘連的影響

護(hù)膜中添加不同劑量的聚合物，在溫度20 ℃，RH25%的環(huán)境下，膠片和背面防光暈對(duì)貼后，上壓物體使其壓強(qiáng)為0.4 kPa，放入老化箱（溫度50 ℃，濕度95%）中平衡24 h，取出后，進(jìn)行膠片沖洗，觀測(cè)膠片的粘連情況。

圖7 不同用量的聚合物膠片的粘連面積Fig.7 Adhesion area of the film with different dosage of polymer

表4 不同用量的聚合物膠片的沖洗性能Table 4 Development performance of the film with different dosage of polymer

從實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)看出：隨著聚合物的用量增加，膠片的粘連面積有所下降。但是聚合物在用量超過(guò)0.5 g/m2時(shí)，會(huì)對(duì)膠片的沖洗性能有影響，所以聚合物的用量不能超過(guò)0.5 g/m2。

在護(hù)膜中使用聚合物，聚合物干燥后會(huì)形成網(wǎng)狀的交聯(lián)，交織在明膠層中，形成致密的網(wǎng)狀交聯(lián)，不僅調(diào)高了明膠層的強(qiáng)度，又降低了膠片的吸水性，從而降低了膠片的粘連效果。而致密的網(wǎng)狀交聯(lián)會(huì)影響顯定影液的滲透性，從而影響膠片的沖洗性能。

3.4 優(yōu)化試驗(yàn)方案，并最終確定試驗(yàn)方案

對(duì)特種膠片粘連效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。找出能夠改善粘連效果最有效率的方法，即硅油的用量在0.05 g/m2以下，毛面劑的用量在0.1 g/m2以下，聚合物的用量在0.5 g/m2以下能夠明顯改善膠片粘連效果。

表5 最終試驗(yàn)方案的性能測(cè)試Table 5 Performance test of final test scheme

4 總結(jié)

經(jīng)過(guò)高溫模擬實(shí)驗(yàn)，特種膠片最有效的粘連測(cè)試方法為：在溫度20 ℃，RH25%的環(huán)境下，膠片和背面防光暈對(duì)貼后，上壓物體使其壓強(qiáng)為0.4 kPa，放入老化箱（溫度50 ℃，濕度95%）中平衡24 h，取出后，進(jìn)行膠片沖洗，膠片的粘連情況嚴(yán)重，能夠模擬特種膠片的粘連情況。利用此條件模擬膠片粘連情況下，對(duì)膠片的配方進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，護(hù)膜中硅油的用量在0.05 g/m2以下，毛面劑的用量在0.1 g/m2以下，聚合物的用量在0.5 g/m2以下能夠明顯改善膠片粘連效果。