彩色相紙感藍層耐曬穩定性的技術研究

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

隨著影像輸出設備、介質材料的技術發展，國內市場影像輸出方式主要有銀鹽沖印、噴墨打印、數字印刷，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量，其中改進耐曬性能至關重要。本文通過分析黃成色劑結構，調整抗氧劑、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層耐曬穩定性。

1 實驗部分

1.1 實驗主要物料

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

其中應用到的黃成色劑結構與類型見表1，抗氧劑、紫外線吸收劑結構與類型見表2。

表1 黃成色劑結構與類型Table 1 Structure and type of yellow coupler

表2 抗氧劑、紫外線吸收劑結構與類型Table 2 structure and type of antioxidant and ultraviolet absorber

1.2 實驗方法

黃油乳制備：將成色劑溶解在高沸點溶劑中，在適當溫度(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，再由均質設備制得成色劑油乳。

涂布工藝：在涂塑紙基上，依次涂布感藍層、涂布保護層，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，曝光時間10 ～6 s）上進行梯級曝光，應用標準RA-4 工藝進行沖洗加工，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選取四個初始密度點，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氙氣光源下對其進行72 h 高強度照射試驗，然后讀取光照72 h 后光密度；③計算照射后的黃密度變化百分比。

2 結果與討論

2.1 不同類型的黃成色劑對耐曬性的影響

將酰基乙酰苯胺型成色劑（351HOY）和雜環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，分別進行單層涂布試驗1#、2#，并測試不同種類成色劑對彩色相紙耐曬穩定性的影響如圖1。

同實驗條件下，2#應用雜環苯磺酰氨基偶氮基乙酰苯胺型黃成色劑耐曬穩定性明顯優于1#酰基乙酰苯胺型黃成色劑。為了增強染料分子結構中偶氮基的耐光氧化穩定性，國內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吸電子基團[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出優異的光穩定性，酰基乙酰苯胺型黃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定性不足，而雜環苯磺酰氨基偶氮基乙酰苯胺型黃成色劑具有強吸電子基團且芳硫基作為抗氧性基團，在發色顯影過程中形成具有光穩定性強的甲亞胺染料，因此其圖像耐曬性更加具有優勢。

2.2 穩定劑種類、添加位置對感藍層耐曬性的影響

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層中改善耐曬穩定性[2]，本文應用受阻胺類、受阻雙酚類、烯醇類及抗氧劑，紫外線吸收劑應用苯并三唑、三嗪類，并調整其加入位置進行感藍層涂布試驗，具體實驗內容見表3 及其影響如下圖2。

表3 調整穩定劑種類及添加位置Table 3 Adjust the type and position of stabilizer

由圖2 知，同樣試驗條件下，試驗3#、6#感藍層耐曬穩定性均能達到最優。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立了一道屏道，光線在到達相紙表面時就被吸收或反射，阻礙了紫外線深入相紙內部，因此紫外線吸收劑通常要添加到涂布保護層作為第一道防線，其中苯并三唑類在UVA（300 ～400 nm）波段具有強吸收，三嗪類在UVA（320 ～400 nm）和UVB（290 ～320 nm）波段都有較強的寬范圍吸收[3]，實驗中最好組合應用；光照過程中染料光敏化產生自由基，需要在感藍層添加抗氧劑捕捉自由基，研究發現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同作用可進一步提高耐光效果[4]。因此涂布保護層加入苯并三唑類、三嗪類紫外線吸收劑的前提下，試驗3#感藍層組合受阻胺、受阻雙酚主抗氧劑及聚乙烯酰胺類光穩定劑，6#感藍層組合受阻胺類、受阻雙酚類主抗氧劑及烯醇類輔助抗氧劑，均能使得感藍層耐曬性達到最優。

2.3 穩定劑用量對感藍層耐曬性的影響

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

表4 調整穩定劑用量Table 4 adjust thedosage of stabilizer

觀察圖3 可知，試驗5#感藍層耐曬性最優，3#次之。試驗3#感藍層耐曬性明顯優于1#、2#，即增加主抗氧劑用量，感藍層耐曬性有很大改善，由反應機理可知，提高抗氧劑用量，感藍層捕捉自由基能力增強，相紙耐曬穩定性就更好，因此感藍層在應用輔助抗氧劑的基礎上，提高受阻胺、受阻雙酚類主抗氧劑用量，感藍層耐曬效果達到了最優。

3 結論

3.1 彩色銀鹽相紙感藍層耐曬穩定性根據黃成色劑分子結構的不同而異，結構中具有強吸電子基團，在發色顯影過程中就會形成結構穩定且光穩定性強的新型甲亞胺染料，使得圖像耐曬性更加具有優勢，因此改進成色劑結構對提升彩色相紙耐光穩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同作用可進一步提高圖像光穩定性，因此感藍層應用受阻胺類、受阻酚類及烯醇類抗氧劑，保護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，提高了相紙耐曬穩定性。

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