特種膠片防粘連的研究

潘冬輝 ，張慶功 ，姜 治 ，劉 濤 ，盧志凱

（1 樂凱醫療科技有限公司 河北 保定 071054）

（2 河北省醫用影像材料及應用技術創新中心<籌> 河北 保定 071054）

（3 空軍駐保定地區代表室 河北 保定 071054）

0 引言

特種膠片由于是特殊部門使用，使用環境多變，膠片在儲存和使用不當的情況下容易發生粘連，輕則造成影像缺失或模糊，重將造成產品的大量報廢，導致巨大的經濟損失。隨著科學技術的發展，特種膠片制造和加工的工藝水平也隨之逐步提升。為了適應現在的高溫快速顯影，要求膠片的機械物理性能不斷提高。防粘連性能是膠片的重要物化指標之一，是指膠片在貯存、運輸和使用過程中，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]。本文通過實驗研究分析，建立檢驗方案，并通過研究改善防粘連的方案，驗證改善效果，為提高特種膠片的防粘連性打下技術基礎。

1 防粘連測試方法確定

首先研究人員要模擬出膠片的粘連效果，并對測試方法進行優化。研究人員對相關的影響因素進行單因素試驗研究，綜合測試，挑選出最適合測試膠片粘連效果的試驗條件[2-4]。

1.1 平衡時間對膠片粘連測試的影響

護膜中不添加任何補加劑的情況下，在溫度40 ℃，濕度90%，壓強（1.6 kPa）條件下，對膠片進行不同平衡時間對膠片粘連的影響試驗。

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

從實驗的數據看出：膠片隨著平衡放置時間的增長，膠片的粘連有上升趨勢。

1.2 壓強對膠片粘連測試的影響

護膜中不添加任何補加劑的情況下，在溫度40 ℃，濕度90%下，平衡時間48 h條件下，進行不同壓強對膠片粘連的影響試驗。

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

從實驗的數據看出：膠片隨著壓強變大，粘連面積有上升趨勢，而在（1.6～3.2）kPa范圍內變化不明顯。

1.3 濕度對膠片粘連測試的影響

護膜中不添加任何補加劑的情況下，在溫度40 ℃，壓強（0.4 kPa），平衡時間48 h條件下，進行不同濕度對膠片粘連影響試驗。

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

從實驗的數據看出：隨著濕度的增長，膠片的粘連面積有上升趨勢。在80%濕度以上，膠片粘連面積增長不明顯。

1.4 溫度對膠片粘連測試的影響

護膜中不添加任何補加劑的情況下，在濕度90%，壓強（0.4 kPa），平衡時間48 h條件下，進行不同溫度對膠片粘連影響試驗。

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

從實驗的數據看出：隨著溫度的增長，膠片的粘連面積有上升趨勢。溫度達到50 ℃以上，膠片粘連面積變化不明顯。

1.5 優化試驗方案

對特種膠片粘連效果進行綜合評價。找出能夠驗證粘連效果最有效率的方法，即除平衡時間外最苛刻的試驗條件：溫度50 ℃，壓強（0.4 kPa），濕度95%。再對平衡時間進行試驗，確定最有效、效率高的試驗方案。平衡時間24 h后，能夠明顯地比較出膠片粘連效果。同時對膠片性能進行測試。在高溫高濕的條件下，時間過長，膠片的粘連過于嚴重，膠片性能測試困難，所以選取平衡時間為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試。

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

2 實驗

2.1 設備及裝置

實驗涉及的主要儀器及設備：電子天平、雙注乳化設備、恒溫水浴、電動攪拌儀、小型擠壓涂布機、感光儀、老化箱、密度計。

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 實驗藥品

明膠（法國）；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）；聚合物GA（自產）；聚合物LA（自產）；聚合物GB（自產）；表面活性劑四種（自產）；毛面劑（自產）；防灰霧劑（自產）；堅膜劑（自產），所用藥品均為照相級，個別藥品為分析級，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節的平衡雙注乳化技術，在60 ℃溫度下，通過計算機反饋調節體系控制乳化過程中的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）采用化學增感和染料增感兩種增感方式，首先采用硫金進行化學增感，為防止灰霧產生，乳劑中加入適量的防灰霧劑，乳劑增感結束時加入定量穩定劑終止化學增感反應。化學增感結束后，在一定的條件下進行染料增感。

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

2.4 性能測試

（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）粘連性能測試

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

3 結果與討論

3.1 硅油對膠片粘連的影響

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

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

從實驗的數據看出：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0.05 g/m2時對膠片的沖洗性能有影響，所以硅油的用量不能超過0.05 g/m2。

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

3.2 毛面劑對膠片粘連的影響

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

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

從實驗的數據看出：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以上時對膠片的粘連性能沒有太大的影響了，綜合膠片成本計算，所以毛面劑的用量不能超過0.1 g/m2。毛面劑的使用對膠片的性能無明顯影響。

在護膜中使用毛面劑，在微觀層面上，毛面劑在護膜表面形成凸出的半球體，使膠片在接觸時，先接觸到膠片的毛面劑，因為毛面劑不會和明膠發生粘連，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，不會影響膠片沖洗過程中的顯定影液滲透，從而不會影響膠片的沖洗性能。

3.3 聚合物對膠片粘連的影響

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

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

從實驗的數據看出：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0.5 g/m2時，會對膠片的沖洗性能有影響，所以聚合物的用量不能超過0.5 g/m2。

在護膜中使用聚合物，聚合物干燥后會形成網狀的交聯，交織在明膠層中，形成致密的網狀交聯，不僅調高了明膠層的強度，又降低了膠片的吸水性，從而降低了膠片的粘連效果。而致密的網狀交聯會影響顯定影液的滲透性，從而影響膠片的沖洗性能。

3.4 優化試驗方案，并最終確定試驗方案

對特種膠片粘連效果進行綜合評價。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 最終試驗方案的性能測試Table 5 Performance test of final test scheme

4 總結

經過高溫模擬實驗，特種膠片最有效的粘連測試方法為：在溫度20 ℃，RH25%的環境下，膠片和背面防光暈對貼后，上壓物體使其壓強為0.4 kPa，放入老化箱（溫度50 ℃，濕度95%）中平衡24 h，取出后，進行膠片沖洗，膠片的粘連情況嚴重，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，對膠片的配方進行改進優化，實驗發現，護膜中硅油的用量在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。