彩色相紙感藍(lán)層耐曬穩(wěn)定性的技術(shù)研究

李小凈，郭建國，軒 鵬，王文桂

（樂凱膠片股份有限公司 河北 保定 071054）

0 引言

隨著影像輸出設(shè)備、介質(zhì)材料的技術(shù)發(fā)展，國內(nèi)市場影像輸出方式主要有銀鹽沖印、噴墨打印、數(shù)字印刷，每種輸出方式都各有特色，為滿足不同終端客戶多元化需求，需要不斷提高銀鹽相紙質(zhì)量，其中改進(jìn)耐曬性能至關(guān)重要。本文通過分析黃成色劑結(jié)構(gòu)，調(diào)整抗氧劑、紫外線吸收劑種類、添加方式及用量等因素，提高了彩色銀鹽相紙感藍(lán)層耐曬穩(wěn)定性。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)主要物料

感藍(lán)層主要物料：明膠、鹵化銀乳劑（自制）、成色劑油乳（自制）、防腐劑、抗氧劑；涂布保護(hù)層主要物料：明膠、防污染劑、紫外線吸收劑。

其中應(yīng)用到的黃成色劑結(jié)構(gòu)與類型見表1，抗氧劑、紫外線吸收劑結(jié)構(gòu)與類型見表2。

表1 黃成色劑結(jié)構(gòu)與類型Table 1 Structure and type of yellow coupler

表2 抗氧劑、紫外線吸收劑結(jié)構(gòu)與類型Table 2 structure and type of antioxidant and ultraviolet absorber

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

黃油乳制備：將成色劑溶解在高沸點(diǎn)溶劑中，在適當(dāng)溫度(40 ～70 ℃)和分散劑存在的條件下，通過高速攪拌器將溶液分散在明膠水溶液中，再由均質(zhì)設(shè)備制得成色劑油乳。

涂布工藝：在涂塑紙基上，依次涂布感藍(lán)層、涂布保護(hù)層，共2 層，制備彩色相紙單層樣品，樣片干燥后，裁切成約6 cm×30 cm 的樣片。

沖洗加工：將樣片在指定感光儀（氙燈曝光，曝光時(shí)間10 ～6 s）上進(jìn)行梯級曝光，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)RA-4 工藝進(jìn)行沖洗加工，使用X-RITE 350 型光密度儀測試其黃色密度。

性能表征與測試：①選取四個(gè)初始密度點(diǎn)，即低密度D12 級（密度值0.5 附近）、中灰密度D11 級（密度值0.8 附近）、中高密度D9 級（密度值1.6 附近）、高密度D8 級（密度值1.85 附近）；②在35 ℃、40% RH、1.1 K/m2氙氣光源下對其進(jìn)行72 h 高強(qiáng)度照射試驗(yàn)，然后讀取光照72 h 后光密度；③計(jì)算照射后的黃密度變化百分比。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同類型的黃成色劑對耐曬性的影響

將?；阴１桨沸统缮珓?51HOY）和雜環(huán)苯磺酰氨基偶氮基乙酰苯胺型成色劑（新型）按黃油乳分散工藝制備黃油乳，分別進(jìn)行單層涂布試驗(yàn)1#、2#，并測試不同種類成色劑對彩色相紙耐曬穩(wěn)定性的影響如圖1。

同實(shí)驗(yàn)條件下，2#應(yīng)用雜環(huán)苯磺酰氨基偶氮基乙酰苯胺型黃成色劑耐曬穩(wěn)定性明顯優(yōu)于1#?；阴１桨沸忘S成色劑。為了增強(qiáng)染料分子結(jié)構(gòu)中偶氮基的耐光氧化穩(wěn)定性，國內(nèi)外著重于彩色相紙用的成色劑，通常在偶氮基的鄰位引入一些強(qiáng)吸電子基團(tuán)[1]，從而降低偶氮基氫原子的電子云密度，對偶氮基起到屏蔽作用使得相紙圖像表現(xiàn)出優(yōu)異的光穩(wěn)定性，?；阴１桨沸忘S成色劑在高溫高濕條件下或在光照條件下較容易分解，顯影處理后影像的光穩(wěn)定性不足，而雜環(huán)苯磺酰氨基偶氮基乙酰苯胺型黃成色劑具有強(qiáng)吸電子基團(tuán)且芳硫基作為抗氧性基團(tuán)，在發(fā)色顯影過程中形成具有光穩(wěn)定性強(qiáng)的甲亞胺染料，因此其圖像耐曬性更加具有優(yōu)勢。

2.2 穩(wěn)定劑種類、添加位置對感藍(lán)層耐曬性的影響

在相紙制備中常常通過油乳制備、涂布工藝將抗氧劑、紫外線吸收劑添加到乳劑層或涂布保護(hù)層中改善耐曬穩(wěn)定性[2]，本文應(yīng)用受阻胺類、受阻雙酚類、烯醇類及抗氧劑，紫外線吸收劑應(yīng)用苯并三唑、三嗪類，并調(diào)整其加入位置進(jìn)行感藍(lán)層涂布試驗(yàn)，具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容見表3 及其影響如下圖2。

表3 調(diào)整穩(wěn)定劑種類及添加位置Table 3 Adjust the type and position of stabilizer

由圖2 知，同樣試驗(yàn)條件下，試驗(yàn)3#、6#感藍(lán)層耐曬穩(wěn)定性均能達(dá)到最優(yōu)。由于紫外線吸收劑能夠吸收或反射紫外光，在相紙和光源之間設(shè)立了一道屏道，光線在到達(dá)相紙表面時(shí)就被吸收或反射，阻礙了紫外線深入相紙內(nèi)部，因此紫外線吸收劑通常要添加到涂布保護(hù)層作為第一道防線，其中苯并三唑類在UVA（300 ～400 nm）波段具有強(qiáng)吸收，三嗪類在UVA（320 ～400 nm）和UVB（290 ～320 nm）波段都有較強(qiáng)的寬范圍吸收[3]，實(shí)驗(yàn)中最好組合應(yīng)用；光照過程中染料光敏化產(chǎn)生自由基，需要在感藍(lán)層添加抗氧劑捕捉自由基，研究發(fā)現(xiàn)受阻胺和受阻酚并用且添加輔助抗氧劑能有效清除自由基，而抗氧劑與紫外線吸收劑協(xié)同作用可進(jìn)一步提高耐光效果[4]。因此涂布保護(hù)層加入苯并三唑類、三嗪類紫外線吸收劑的前提下，試驗(yàn)3#感藍(lán)層組合受阻胺、受阻雙酚主抗氧劑及聚乙烯酰胺類光穩(wěn)定劑，6#感藍(lán)層組合受阻胺類、受阻雙酚類主抗氧劑及烯醇類輔助抗氧劑，均能使得感藍(lán)層耐曬性達(dá)到最優(yōu)。

2.3 穩(wěn)定劑用量對感藍(lán)層耐曬性的影響

烯醇類作為輔助抗氧劑也作為合成黃油乳的高沸點(diǎn)溶劑，試驗(yàn)中高沸點(diǎn)溶劑、紫外線吸收劑加入量過多均會(huì)導(dǎo)致油乳不穩(wěn)定，因此本文主要調(diào)整了感藍(lán)層加入的穩(wěn)定劑用量如表4，并測試其對感藍(lán)層耐曬性的影響如圖3。

表4 調(diào)整穩(wěn)定劑用量Table 4 adjust thedosage of stabilizer

觀察圖3 可知，試驗(yàn)5#感藍(lán)層耐曬性最優(yōu)，3#次之。試驗(yàn)3#感藍(lán)層耐曬性明顯優(yōu)于1#、2#，即增加主抗氧劑用量，感藍(lán)層耐曬性有很大改善，由反應(yīng)機(jī)理可知，提高抗氧劑用量，感藍(lán)層捕捉自由基能力增強(qiáng)，相紙耐曬穩(wěn)定性就更好，因此感藍(lán)層在應(yīng)用輔助抗氧劑的基礎(chǔ)上，提高受阻胺、受阻雙酚類主抗氧劑用量，感藍(lán)層耐曬效果達(dá)到了最優(yōu)。

3 結(jié)論

3.1 彩色銀鹽相紙感藍(lán)層耐曬穩(wěn)定性根據(jù)黃成色劑分子結(jié)構(gòu)的不同而異，結(jié)構(gòu)中具有強(qiáng)吸電子基團(tuán)，在發(fā)色顯影過程中就會(huì)形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且光穩(wěn)定性強(qiáng)的新型甲亞胺染料，使得圖像耐曬性更加具有優(yōu)勢，因此改進(jìn)成色劑結(jié)構(gòu)對提升彩色相紙耐光穩(wěn)定性有很重要的意義。

3.2 受阻胺和受阻酚并用且添加輔助抗氧劑能有效清除自由基，而抗氧劑與紫外線吸收劑協(xié)同作用可進(jìn)一步提高圖像光穩(wěn)定性，因此感藍(lán)層應(yīng)用受阻胺類、受阻酚類及烯醇類抗氧劑，保護(hù)層添加苯并三唑和三嗪類紫外線吸收劑，并提高抗氧劑用量，提高了相紙耐曬穩(wěn)定性。

3.3 本研究通過涂布車間放量應(yīng)用，使彩色相紙感藍(lán)層耐曬性明顯改善，對相紙其他層的耐曬性改進(jìn)具有借鑒意義。