涂塑中的白母料對塑層表觀的影響

邢艷紅，彭春寧，蓋樹人，樊 利

(樂凱膠片股份有限公司 河北 保定 071054)

0 引言

白母料是指生產涂塑紙基用的含TiO2的色料顆粒。其為涂塑中最重要的成分，白母料提供涂塑相紙最基本的色調。

白母料是相紙的主要原料之一,國內外尚沒有統一質量指標。白母料質量優劣在很大程度上影響相紙的質量和生產成本,因此白色母料必須有明確的質量指標來度量其產品的優劣,便于生產、銷售和使用時參考。

白母料是指生產涂塑紙基用的含TiO2的色料顆粒。其為涂塑中最重要的成分，白母料提供涂塑相紙最基本的色調。一般要求為：TiO2含量在50%左右,其波動范圍均不大于10‰,以保證膜的白度均勻[1]。值得提出的是母粒的不同批號，其TiO2含量波動也不能超過10‰。TiO2含量用灼燒殘渣法測定。

PE 用色母料一般由顏料、分散劑、載體樹脂、助劑經過混合、熔融、擠出造粒等工序，做成色素含量相對較高的色母粒添加到被染色PE 中，但是由于色母粒的配方，分散以及和被染色PE 匹配度不相符，會造成塑層表觀的弊病[2]，而這些弊病對于涂塑照相紙無疑是不能接受的。

1 現狀

照相原紙通過涂塑可以有效地在原紙表面形成分子保護膜，可以保護相紙在后續加工沖洗過程中的藥液腐蝕，塑層中添加的色母可以有效地調節相紙的色調、亮度，但同時涂塑過程中色母粒中有些難熔顆粒會在相紙的塑層中產生晶點，直接影響相紙的圖像質量。圖1、圖2 為涂塑車生產中發生的涂塑層表觀白點問題圖片。

2 實驗

2.1 原材料

CY628 批白母料；CY902 批白母料；GL 白母料；KC 白母料及涂塑配方所需其他原料。其中CY628 批白母料與CY902 批白母料為在涂塑過程中相紙出現白點的白色母原材料。

2.2 實驗設備

5 t 壓片機、淋膜小實驗機、徠卡光學顯微鏡、掃描電鏡、能譜分析儀。

2.3 實驗過程

（1）將CY628 批白母料、CY902 批白母料、GL 白母料、KC 白母料在5 t 壓片機上210 ℃的條件下進行壓片制備樣品，顯微鏡下觀察狀態，并對可疑處進行電鏡和能譜分析。

（2）將KC 白母料、CY628 批白母料按照相同比例的淋膜的配比和工藝參數在淋膜小實驗機上進行淋膜制備樣品，并在顯微鏡下觀察狀態，并對可疑處進行電鏡和能譜分析。

3 結果與討論

3.1 壓片測試結果討論

3.1.1 問題白母料的壓片觀測和能譜測試

圖3、圖4 分別為CY628 批白母料及CY902 批白母料壓片后萊卡光學顯微鏡透射光源下的觀測結果。

從圖3 上可以看到CY628 批白母料有很多的片狀晶體點，其大小從幾個微米到幾十微米之間。從圖4 上可以看到CY902 批白母料也有很多的片狀晶體點，其大小從幾個微米到幾十微米之間。

針對顯微鏡照片的觀測結果，將上述白母料中CY 的樣品進行電鏡觀測和對顆粒物進行能譜分析，圖5、圖6分別為CY 電鏡和能譜結果。

從能譜分析來看，CY 的白母料的片狀晶點為含有Ca的無機物，我們推測為CaCO3[3]。有廠家為了降低成本在白母料里添加CaCO，若分散不均勻就會產生晶點問題。

4.1.2 對比白母料的壓片觀測和能譜測試

為進一步證實碳酸鈣晶點會引起涂塑表觀問題的推斷我們對性能表現較好的其他兩家白母料對比進行了壓片后的觀測及能譜分析。圖7、圖8 分別為GL 白母料、KC 白母料壓片后萊卡光學顯微鏡透射光源下的觀測結果。

從顯微鏡透射照片來看，GL 白母料的樣品中沒有片狀晶體，KC 白母料中沒有片狀結晶物。圖9、圖10 為GL、KC 白色母的掃描電鏡照片，圖11、圖12 為GL、KC 白色母的能譜分析結果：

從能譜分析來看，GL 樣品中只含有Ti。

從能譜分析來看，KC 的樣品中不含有CaCO3。

在單獨的白母料壓片下，CY 的白母料和KC 白母料以及GL 的白母料有較大的區別，CY 的白母料在顯微鏡的投射光下可以檢出大量的片狀晶體，并且在能譜分析中可以檢出Ca 來。而目前車間使用的KC 白母料和索取的GL 白母料則在顯微鏡的透射光下沒有片狀晶體出現，同時能譜分析中也沒見Ca 元素。

4.2 淋膜狀態下白母料對涂塑層的影響

按照車間生產配方白母料的添加比例，分別將KC 和CY 的白母料組裝進去淋膜在原紙上進行檢測，顯微鏡觀察薄膜的微觀狀態，并進行了電鏡和能譜測試。

4.2.1 CY 組裝后淋膜觀測結果

圖13、圖14 分別為CY 組裝后淋膜的顯微鏡照片和電鏡照片。

從顯微鏡投射狀態下觀測到大量的結晶片狀物，將該樣品進行能譜分析結果如圖15。

從電鏡照片和能譜來看，片狀結晶物質含有Ca，我們認為是CaCO3。

4.2.2 KC 組裝后淋膜觀測結果

圖16、圖17 分別為KC 組裝后淋膜的顯微鏡照片和電鏡照片。

從顯微鏡投射狀態下觀測不到結晶物質，將該樣品掃描電鏡中較大固體顆粒處進行能譜分析結果如圖18。

從以上能譜結果分析來看，KC 白母料中主要成分為TiO2。

由于公司相紙的白點經過能譜分析為含有Ca 元素，而同時發現生產該批相紙的白母料中也出現了Ca 元素，并且該批白母料在顯微鏡投射狀態下發現了片狀的晶體物質，因此我們認為造成相紙涂塑晶點問題的主要原因為白色母的碳酸鈣填料分散不徹底，有團聚硬塊，致使涂塑過程形成了弊病晶點。

5 結論

由于CY628 批白母料和CY902 批白母料中含有碳酸鈣，同時由于碳酸鈣填料分散不徹底，因此容易在涂塑過程中形成弊病晶點。同時我們在文獻中發現所有用于涂塑相紙的白母料都只用TiO2。而含有碳酸鈣的白母料由于其顆粒形態和分散的問題，在涂塑相紙中極容易造成晶點弊病。