色母料與涂塑相紙色調(diào)初探

彭春寧，張麗惠，樊 利

（樂(lè)凱膠片股份有限公司 河北 保定 071054）

0 引言

紙基色調(diào)是彩色相紙用的涂塑紙基的一項(xiàng)重要性能，它直接影響到彩色相片畫面影像的明快、清晰、色彩的生動(dòng)悅目以及分辨率[1-2]。

目前市場(chǎng)上相紙的色調(diào)有較大的差別，通過(guò)對(duì)涂塑使用的藍(lán)母料盒紅母料以及白母料與涂塑紙基的色調(diào)問(wèn)題進(jìn)行研究，初步了解了色調(diào)母料與涂塑相紙色調(diào)的一些基本關(guān)系。

1 紙基的結(jié)構(gòu)及表面色調(diào)的測(cè)定

涂塑紙基是在涂塑原紙的兩面涂上樹脂層等的一種高級(jí)復(fù)合紙。涂塑紙基的基本結(jié)構(gòu)見圖1。一般正面涂白色聚乙烯樹脂(約30 μm)及明膠底層(約l μm)，背面涂聚乙烯樹脂（約3O μm）及抗靜電功能層（約l μm）。再在涂塑紙基正面涂上印刷承印層或者感光乳劑層，就成了印刷相紙或感光銀鹽彩色相紙[3]。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備

實(shí)驗(yàn)材料：紅母料A、紅母料B、藍(lán)母料A、藍(lán)母料B、KC白母料、自產(chǎn)白母料、JP白母料、LDPE、HDPE。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：?jiǎn)温輻U淋膜機(jī)、日本理光type2色調(diào)測(cè)試儀、TMI數(shù)字厚度測(cè)試儀。

2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

（1）分別用將色母料在單螺桿淋膜機(jī)上進(jìn)行淋膜的速率為2.02 kg/h。

（2）制作不同厚度的淋膜樣品進(jìn)行色調(diào)測(cè)試。

3 結(jié)果與討論

要使紙基色調(diào)達(dá)到要求，就要對(duì)直接影響紙基色調(diào)的因素做進(jìn)一步的分析。下面將通過(guò)一些實(shí)驗(yàn)試樣，對(duì)色調(diào)各因素作定性簡(jiǎn)略分析，并探求其可能性。涂塑相紙的色調(diào)控制指標(biāo)見表1[2-4]。

表1 涂塑紙基色調(diào)控制標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Coated paper based tone control standards

3.1 確定影響層

為了確定涂塑紙基正面色調(diào)主要由哪一層來(lái)決定，在原紙的正面涂有涂塑層和明膠底層，驗(yàn)證各層對(duì)正面色調(diào)的影響。

3.1.1 明膠底層對(duì)原紙紙基色調(diào)的影響

對(duì)比涂明膠與未涂明膠底層RC紙基的色調(diào)，見表2。

表2 明膠底層對(duì)原紙紙基色調(diào)的影響Table 2 Effect of gelatin bottom layer on base tone of base paper

L、a、b各值雖減少，但均小于0.8。由于人眼對(duì)色調(diào)的分辨率為1個(gè)Lab值單位，所以我們認(rèn)為明膠底層對(duì)色調(diào)影響不大[5-6]。

3.1.2 白母料對(duì)原紙色調(diào)的影響

首先，對(duì)比不同白母料對(duì)L值的影響，結(jié)果見圖2。

結(jié)論：（1）從圖2可以看出，不同的涂塑紙基用白母料的L值相差不大，都要求涂塑紙基用白母料的L值越高越好，遮蓋率越高越好（斜率越小遮蓋率越高），這樣可以減輕涂塑原紙的影響。3個(gè)不同的母料在相同的紙基上的L值基本在95.4左右，而原紙紙基的L值在96左右，二者相差不到0.8，對(duì)于人眼識(shí)別來(lái)說(shuō)L值的區(qū)別不大[2]。

（2）KC的白母料與其他兩個(gè)白母料相比L值稍微高0.3～0.5左右。

3.1.3 涂塑層對(duì)原紙紙基色調(diào)的影響

由表3可以看出，經(jīng)過(guò)白母料淋膜后b值從-0.78上升到2.65，此時(shí)由于白母料涂塑層的遮蓋，紙基表面光澤度升高表面平滑而光澤，由此可以看出涂塑紙基的正面色調(diào)由涂塑層來(lái)決定。涂塑層淋膜在照相原紙上后形成光滑而平整的表面，在擴(kuò)印的時(shí)候能使照片成像清晰[2]。

表3 涂塑層對(duì)原紙紙基色調(diào)的影響Table 3 Effect of the coating layer on the tone of the base paper of the base paper

同時(shí)將表3的數(shù)據(jù)與表1的控制指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比可以看到，單獨(dú)的白色母料的b值與要求相去甚遠(yuǎn)，此時(shí)就需要調(diào)整涂塑層的b值了。

結(jié)論：（1）決定涂塑紙基色調(diào)的是涂塑層。（2）涂塑相紙淋膜用白母料的L值越高越好，遮蓋率越高越好。（3）白母料在照相用涂塑紙基上的作用是提供基礎(chǔ)的色調(diào)并且提供一個(gè)均勻的層面，以減少照相原紙的纖維對(duì)光線的強(qiáng)烈散射帶來(lái)的影響[2]。

3.2 色母料對(duì)涂塑層色調(diào)的影響

3.2.1 藍(lán)母料對(duì)涂塑層色調(diào)的影響

通過(guò)淋膜對(duì)藍(lán)母料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其他色母料使用LDPE等量替換對(duì)照相原紙進(jìn)行淋膜。通過(guò)淋膜不同的厚度來(lái)確定母料對(duì)色調(diào)的影響。

由圖3可得結(jié)論：（1）藍(lán)母料對(duì)照相原紙的L值有影響。（2）B藍(lán)母料隨著厚度的增加L值下降比A藍(lán)母料快。（3）照相原紙的L值為96.01，KC白母料在淋膜厚度為20 μm時(shí)L值為95.64，B藍(lán)母料在20 μm時(shí)L值為93.38，A藍(lán)母料在在20 μm時(shí)L值為92.71，同比可以看出在相同的厚度時(shí)，藍(lán)母料對(duì)L值的影響比白母料要大。

由圖4可得結(jié)論：（1）隨著厚度的增加，A、B母料的b值比舊藍(lán)母料下降得多。（2）依據(jù)涂塑相紙的控制指標(biāo)L*＞90；a*:-0.39±0.36；b*:-5.7±1.0來(lái)看，從圖5可以得出當(dāng)把b值控制在-5.7±1.0范圍內(nèi)時(shí)，此時(shí)藍(lán)母料所能給與的L值上限為91左右。

由圖5可得結(jié)論：隨著厚度的增加B藍(lán)母料對(duì)a值的影響比A藍(lán)母料要快，意味著B藍(lán)母料比A藍(lán)母料更加偏向于綠光。

由此看來(lái)，要增加涂塑紙基正面的b值（藍(lán)調(diào)）可以加藍(lán)色母料。b值（藍(lán)調(diào)）的程度由它們的加入量決定。

綜上所述，可得結(jié)論：藍(lán)母料與涂塑層的b值相關(guān)性非常高，決定了涂塑層的b值。單獨(dú)的藍(lán)母料加入可以將250g的涂塑紙基控制在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，但是此時(shí)的涂塑紙基產(chǎn)品表面不光潔，紙基纖維可見。如果在涂塑相紙中則會(huì)在成像時(shí)造成嚴(yán)重的漫反射影響。

3.2.2 紅母料對(duì)涂塑層色調(diào)的影響

按照車間淋膜配方對(duì)紅母料進(jìn)行淋膜實(shí)驗(yàn)，其他色母料使用LDPE等量替換對(duì)照相原紙進(jìn)行淋膜。通過(guò)淋膜不同的厚度來(lái)確定母料對(duì)色調(diào)的影響。

由圖6可得結(jié)論：A紅母料隨著厚度的增加L值下降比B紅母料快，意味著A紅母料對(duì)光的吸收比B紅母料要高。

由圖7可得結(jié)論：隨著厚度的增加A紅母料的a值比B紅母料增加得快些，A紅母料比B紅母料要更偏向紅一些。

由圖8可得結(jié)論：隨著厚度的增加A紅母料的b值下降得比B紅母料快，A紅母料比B紅母料更偏向藍(lán)一些。

通過(guò)上述數(shù)據(jù)可以看出，想使涂塑層色調(diào)微藍(lán)帶紫（a：-0.75-0.03）尚需適當(dāng)加入一點(diǎn)紅或紫顏料進(jìn)行調(diào)色[5]。

綜上所述，可得結(jié)論：（1）決定涂塑紙基色調(diào)的是涂塑層；（2）決定涂塑層色調(diào)的是白母料，白母料的遮蓋率越高越好，越高的遮蓋率意味著越高的L值，同時(shí)也意味著可以降低光在涂塑紙基上的漫反射。通常白母料會(huì)引起b值的上升（偏黃），但它決定了涂塑紙基的L值，決定了涂塑紙基的基本性能，因此需要加入藍(lán)色去調(diào)整白母料帶來(lái)的不利影響；（3）加入藍(lán)母料調(diào)整涂塑層的b值，不同的藍(lán)母料對(duì)色調(diào)有著的不同影響；（4）加入紅母料調(diào)整涂塑層的a值，不同的紅母料對(duì)色調(diào)有不同影響。

3.3 組合狀態(tài)下色母料對(duì)涂塑紙基色調(diào)的影響

通過(guò)上述研究，我們已經(jīng)了解了各個(gè)色母料單獨(dú)對(duì)涂塑紙基色調(diào)的影響，基于照相用涂塑紙基的要求和控制指標(biāo)L*＞90;a*:-0.39±0.36;b*:-5.7±1.0來(lái)看，我們對(duì)于各個(gè)母料的要求如下。

白母料的要求是：遮蓋率要高，L值要大，b值要?。ㄆ{(lán)，避免選擇到偏黃），a值要越接近于0越好。在遮蓋力達(dá)到要求的情況下，不同白母料在相同的用量下，L值越高的越好。由本文的第1部分的數(shù)據(jù)顯示KC的白母料與其他兩個(gè)白母料相比L值要稍微高0.3～0.5左右。因此我們選擇KC的白母料進(jìn)行第2部的實(shí)驗(yàn)。

藍(lán)母料的要求則是：b值要小，a值要盡量要接近于0，L值要大。藍(lán)母料的作用就是調(diào)教涂塑紙基的b值達(dá)到要求，并且最好對(duì)L值的影響最小。由本文的第1部分的數(shù)據(jù)顯示B藍(lán)母料的在b值為4.9時(shí)厚度為48 μm，L值為91.48。而A藍(lán)母料在b值為4.9時(shí)，厚度為75 μm，L值為91.68。因此B藍(lán)母料具有更好的效果，我們選擇B藍(lán)母料。

紅母料的要求是：L值要大，a值要盡量大偏向+值（紅），b值不要偏向黃。

因此我們選擇了KC白母料和B藍(lán)母料和新A紅母料作為研究對(duì)象。

下文，研究色母料對(duì)涂塑層的Lab值的影響。

將HDPE、LDPE、白母料、藍(lán)母料、紅母料、增白母料按照配方組成混合后，淋膜在250 g原紙上，淋膜不同厚度后測(cè)試Lab值，檢測(cè)不同厚度對(duì)涂塑紙基的色調(diào)影響。

由圖9可得結(jié)論：B紅B蘭隨著厚度的增加L值下降比A紅B蘭組合少。

由圖10可得結(jié)論：B紅B蘭隨著厚度的增加a值比A紅B蘭下降得慢。

由圖11可得結(jié)論：B紅B蘭隨著厚度得增加b值比A紅B蘭下降得慢。A紅B蘭在組合在相同得b值情況下需要的淋膜厚度比B紅B蘭薄。

我們依據(jù)得到的數(shù)據(jù)并進(jìn)行模擬分析后得到結(jié)果見圖12、圖 13。

通過(guò)模型可以得到在達(dá)到控制指標(biāo)L*＞90；a*:-0.39±0.36；b*:-5.7±1.0，A紅B蘭在22 μm時(shí)能夠達(dá)到，而B紅B蘭則需要淋膜的厚度為31μm左右才能達(dá)到。因此A紅B蘭的組合為最優(yōu)組合。

4 結(jié)論

（1）決定涂塑紙基色調(diào)的是涂塑層。

（2）決定涂塑層色調(diào)的是白母料，白母料的遮蓋率越高越好，越高的遮蓋率意味著越高的L值，同時(shí)也意味著可以降低光在涂塑紙基上的漫反射。

（3）加入藍(lán)母料調(diào)整涂塑層的b值，不同的藍(lán)母料對(duì)色調(diào)有著的不同影響。

（4）加入紅母料調(diào)整涂塑層的a值，不同的紅母料對(duì)色調(diào)的不同影響。

（5）通過(guò)模型可以得到在達(dá)到控制指標(biāo)L*＞90；a*:-0.39±0.36；b*:-5.7±1.0，A紅 B蘭在 22 μm 時(shí)能夠達(dá)到，而B紅B蘭則需要淋膜的厚度為31 μm左右才能達(dá)到。因此A紅B蘭的組合為最優(yōu)組合。