群青藍(lán)顏料對涂塑紙基色調(diào)影響的研究

蓋樹人，劉 沖

（樂凱膠片股份有限公司 河北 保定 071051）

0 引言

涂塑紙基是用于相紙產(chǎn)品的支持體材料，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為在照相原紙兩面淋PE層，具有良好的防水性，另外同時(shí)具有紙張的剛性和塑料的柔韌性，適合用于影像輸出[1]。為了消除紙纖維中使得紙張看起來陳舊的黃色光，使紙張看起來干凈清爽，一般采用在PE層中加入熒光增白劑和藍(lán)色顏料的方法來吸收黃光放出藍(lán)紫光，提高紙張白度。

用于PE層調(diào)整色調(diào)的顏料從化學(xué)結(jié)構(gòu)上一般可以分為有機(jī)顏料和無機(jī)顏料，有機(jī)顏料顏色鮮艷，色譜齊全，著色力強(qiáng)，但存在耐熱性、耐候性和遮蓋性差的問題，有機(jī)顏料的適用溫度范圍一般低于280 ℃。無機(jī)顏料的耐熱性、耐候性優(yōu)良，其適用溫度可以達(dá)到400 ℃以上，但也存在著色力差、密度大的缺點(diǎn)。一般來說由于無機(jī)顏料的耐熱和耐候性優(yōu)良的原因被廣泛應(yīng)用于塑料著色，占顏料用量的90%以上[2]。常用的藍(lán)色有機(jī)顏料是酞青藍(lán)，無機(jī)顏料有氧化鐵藍(lán)、鈷藍(lán)和群青藍(lán)。

群青藍(lán)顏料是一種具有獨(dú)特的紅光藍(lán)色相的無機(jī)顏料，其獨(dú)特的紅相藍(lán)色使其無法使用其他顏料調(diào)和而成，由于其在繪畫中可以表達(dá)天空顏色，可以使人獲得平和寧靜的感覺而在古代美術(shù)史上占有重要的地位，被廣泛應(yīng)用于宗教繪畫中[3]。群青藍(lán)顏料的結(jié)構(gòu)是一種硅鋁酸鹽，在自然界中少量存在于礦石中，這種礦石被稱作“青金石”，是寶石的一種，所以有人把群青藍(lán)顏料稱作是顏色中的寶石。在古代群青藍(lán)顏料是一種極為昂貴且無法替代的顏料，直到1826年，法國顏料家Jean Baptiste Guimet發(fā)明了群青藍(lán)顏料的工業(yè)制造方法，群青藍(lán)顏料才開始被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域[4]。

群青藍(lán)可以用分子式Na6Al4Si6S4O20來表示，是一種無毒無害的無機(jī)顏料，由于其良好的提白和調(diào)色性被廣泛應(yīng)用于塑料行業(yè)中[5-6]。本文就群青藍(lán)顏料在紙基塑層中對于紙基色調(diào)的影響進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑

彩照原紙（國產(chǎn)）；LLDPE粉料（進(jìn)口）；HDPE（國產(chǎn)）；LDPE（國產(chǎn)）；群青藍(lán)（進(jìn)口）；

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備

雙螺桿造粒機(jī)（江蘇金沃）；單螺桿擠出試驗(yàn)機(jī)；厚度儀（CALIBRATED 11397-001）；色調(diào)儀（PF-10）；槳式攪拌機(jī)

1.3 實(shí)驗(yàn)

1.3.1 藍(lán)母粒制備

濃縮母粒制備：準(zhǔn)確稱量LLDPE粉料：600 g，群青藍(lán)顏料：400 g，用槳式攪拌機(jī)攪拌均勻得到濃縮混合物。將雙螺桿造粒機(jī)升溫到190 ℃，將濃縮混合物加入雙螺桿造粒機(jī)中造粒，得到濃縮母粒。

藍(lán)母料制備：準(zhǔn)確稱量濃縮母粒：125 g，LLDPE粉料：875 g，用槳式攪拌機(jī)攪拌均勻得到藍(lán)母料混合物。將雙螺桿造粒機(jī)升溫到190 ℃，將藍(lán)母料混合物加入雙螺桿造粒機(jī)中造粒，得到濃度為5%的藍(lán)母粒。

1.3.2 流膜試驗(yàn)

空白透明PE膜制備：準(zhǔn)確稱量HDPE：1 000 g，LDPE：2 000 g，混合均勻后加入單螺桿擠出試驗(yàn)機(jī)加料斗，將單螺桿擠出試驗(yàn)機(jī)的溫度升溫到250 ℃后擠出流膜，調(diào)整膜的克重到15 g/m2，得到空白透明PE膜。

藍(lán)膜1制備：準(zhǔn)確稱量HDPE：1 000 g，LDPE：2 000 g，藍(lán)母粒：157.89 g，混合均勻后加入單螺桿擠出試驗(yàn)機(jī)加料斗，將單螺桿擠出試驗(yàn)機(jī)的溫度升溫到250 ℃后擠出流膜，調(diào)整膜的厚度到15 g/m2，得到藍(lán)膜1.1；調(diào)整膜的厚度到30 g/m2，得到藍(lán)膜1.2；調(diào)整膜的厚度到45 g/m2，得到藍(lán)膜1.3；調(diào)整膜的厚度到60 g/m2，得到藍(lán)膜1.4。

藍(lán)膜2制備：準(zhǔn)確稱量HDPE：1 000 g，LDPE：2 000 g，藍(lán)母粒：333.3 g，混合均勻后加入單螺桿擠出試驗(yàn)機(jī)加料斗，將單螺桿擠出試驗(yàn)機(jī)的溫度升溫到250 ℃后擠出流膜，調(diào)整膜的厚度到30 g/m2，得到藍(lán)膜2.1。

藍(lán)膜3制備：準(zhǔn)確稱量HDPE：1000 g，LDPE：2 000 g，藍(lán)母粒：750 g，混合均勻后加入單螺桿擠出試驗(yàn)機(jī)加料斗，將單螺桿擠出試驗(yàn)機(jī)的溫度升溫到250 ℃后擠出流膜，調(diào)整膜的厚度到15 g/m2，得到藍(lán)膜3.1。

用色調(diào)儀測試照相原紙色調(diào)，得到基材色調(diào)L0,a*0, b*0。將藍(lán)膜和空白透明膜按照表1疊放在照相原紙上，測試得到各樣品的色調(diào)。

表1 樣品色調(diào)測試Table 1 Test of the sample tone

2 結(jié)果與討論

樣品色調(diào)測試結(jié)果如表2。

表2 樣品色調(diào)測試結(jié)果Table 2 Test results of sample tone

將基材、樣品1、樣品2、樣品3和樣品4的L，a*，b*值繪制成趨勢圖1。

圖1 紙基色調(diào)隨群青藍(lán)顏料用量的變化Fig 1 The change of tone of paper base with the amount of Ultramarine blue pigment

由群青藍(lán)顏料用量和色調(diào)值變化的趨勢圖可知，隨著PE層中群青藍(lán)顏料的用量增加，L、a*、b*的值都呈現(xiàn)出下降的趨勢，說明在PE層中加入群青藍(lán)顏料會使紙基的絕對白度（L值）降低，同時(shí)使紙基的色調(diào)偏藍(lán)綠色。因?yàn)榧埢{(lán)色會使人感覺紙張色調(diào)偏白，達(dá)到增白的效果。隨著群青藍(lán)顏料的加入量增加，L值和a*值基本呈現(xiàn)出等比例下降趨勢，b*值在群青藍(lán)顏料用量較少時(shí)呈現(xiàn)出快速降低趨勢，但隨著顏料用量增大，b*值的下降速度降低。所以為了使紙基保持較高的絕對白度（L值）和視覺白度（b*值），群青藍(lán)顏料的用量最好保持在較低的水平。同時(shí)由于群青藍(lán)顏料的加入會導(dǎo)致紙基a*值的降低使紙基看起來偏綠，所以在使用群青藍(lán)顏料降低紙基b*值的時(shí)候需要同時(shí)加入紅色顏料來矯正a*值。樣品4、5、6中的藍(lán)膜群青藍(lán)顏料的濃度比為1:2:4，膜厚度比為4:2:1，則樣品中每平方米群青藍(lán)的含量相同，樣品的色調(diào)也基本相同，群青藍(lán)顏料調(diào)整紙基色調(diào)的能力和單位面積顏料用量相關(guān)，和塑層中顏料的濃度無關(guān)。

3 結(jié)論

在紙基的PE層中加入群青藍(lán)顏料可以明顯降低色調(diào)的b*值，提高視覺白度，具有優(yōu)良的提白效果，但同時(shí)群青藍(lán)的加入也會降低紙基的絕對白度紙和使紙基色調(diào)偏綠，紙基中大量加入群青藍(lán)顏料會呈現(xiàn)出令人難以接受的藍(lán)綠色。在塑層中少量加入群青藍(lán)顏料可以明顯提高紙基的視覺白度，同時(shí)又對于絕對白度不會產(chǎn)生較大的影響，使用群青藍(lán)調(diào)整紙基白度需要同時(shí)配合加入紅色顏料中和群青藍(lán)顏料中所含有的綠色，避免紙基色調(diào)偏綠。