涂塑中的白母料对塑层表观的影响

2022-05-17 00:39邢艳红彭春宁盖树人

邢艳红，彭春宁，盖树人，樊利

(乐凯胶片股份有限公司河北保定 071054)

0 引言

白母料是指生产涂塑纸基用的含TiO2的色料颗粒。其为涂塑中最重要的成分，白母料提供涂塑相纸最基本的色调。

白母料是相纸的主要原料之一,国内外尚没有统一质量指标。白母料质量优劣在很大程度上影响相纸的质量和生产成本,因此白色母料必须有明确的质量指标来度量其产品的优劣,便于生产、销售和使用时参考。

白母料是指生产涂塑纸基用的含TiO2的色料颗粒。其为涂塑中最重要的成分，白母料提供涂塑相纸最基本的色调。一般要求为：TiO2含量在50%左右,其波动范围均不大于10‰,以保证膜的白度均匀[1]。值得提出的是母粒的不同批号，其TiO2含量波动也不能超过10‰。TiO2含量用灼烧残渣法测定。

PE 用色母料一般由颜料、分散剂、载体树脂、助剂经过混合、熔融、挤出造粒等工序，做成色素含量相对较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，会造成塑层表观的弊病[2]，而这些弊病对于涂塑照相纸无疑是不能接受的。

照相原纸通过涂塑可以有效地在原纸表面形成分子保护膜，可以保护相纸在后续加工冲洗过程中的药液腐蚀，塑层中添加的色母可以有效地调节相纸的色调、亮度，但同时涂塑过程中色母粒中有些难熔颗粒会在相纸的塑层中产生晶点，直接影响相纸的图像质量。图1、图2 为涂塑车生产中发生的涂塑层表观白点问题图片。

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 批白母料与CY902 批白母料为在涂塑过程中相纸出现白点的白色母原材料。

5 t 压片机、淋膜小实验机、徕卡光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪。

（1）将CY628 批白母料、CY902 批白母料、GL 白母料、KC 白母料在5 t 压片机上210 ℃的条件下进行压片制备样品，显微镜下观察状态，并对可疑处进行电镜和能谱分析。

（2）将KC 白母料、CY628 批白母料按照相同比例的淋膜的配比和工艺参数在淋膜小实验机上进行淋膜制备样品，并在显微镜下观察状态，并对可疑处进行电镜和能谱分析。

3.1.1 问题白母料的压片观测和能谱测试

图3、图4 分别为CY628 批白母料及CY902 批白母料压片后莱卡光学显微镜透射光源下的观测结果。

从图3 上可以看到CY628 批白母料有很多的片状晶体点，其大小从几个微米到几十微米之间。从图4 上可以看到CY902 批白母料也有很多的片状晶体点，其大小从几个微米到几十微米之间。

针对显微镜照片的观测结果，将上述白母料中CY 的样品进行电镜观测和对颗粒物进行能谱分析，图5、图6分别为CY 电镜和能谱结果。

从能谱分析来看，CY 的白母料的片状晶点为含有Ca的无机物，我们推测为CaCO3[3]。有厂家为了降低成本在白母料里添加CaCO，若分散不均匀就会产生晶点问题。

4.1.2 对比白母料的压片观测和能谱测试

为进一步证实碳酸钙晶点会引起涂塑表观问题的推断我们对性能表现较好的其他两家白母料对比进行了压片后的观测及能谱分析。图7、图8 分别为GL 白母料、KC 白母料压片后莱卡光学显微镜透射光源下的观测结果。

从显微镜透射照片来看，GL 白母料的样品中没有片状晶体，KC 白母料中没有片状结晶物。图9、图10 为GL、KC 白色母的扫描电镜照片，图11、图12 为GL、KC 白色母的能谱分析结果：

从能谱分析来看，GL 样品中只含有Ti。

从能谱分析来看，KC 的样品中不含有CaCO3。

在单独的白母料压片下，CY 的白母料和KC 白母料以及GL 的白母料有较大的区别，CY 的白母料在显微镜的投射光下可以检出大量的片状晶体，并且在能谱分析中可以检出Ca 来。而目前车间使用的KC 白母料和索取的GL 白母料则在显微镜的透射光下没有片状晶体出现，同时能谱分析中也没见Ca 元素。

按照车间生产配方白母料的添加比例，分别将KC 和CY 的白母料组装进去淋膜在原纸上进行检测，显微镜观察薄膜的微观状态，并进行了电镜和能谱测试。

4.2.1 CY 组装后淋膜观测结果

图13、图14 分别为CY 组装后淋膜的显微镜照片和电镜照片。

从显微镜投射状态下观测到大量的结晶片状物，将该样品进行能谱分析结果如图15。

从电镜照片和能谱来看，片状结晶物质含有Ca，我们认为是CaCO3。

4.2.2 KC 组装后淋膜观测结果

图16、图17 分别为KC 组装后淋膜的显微镜照片和电镜照片。

从显微镜投射状态下观测不到结晶物质，将该样品扫描电镜中较大固体颗粒处进行能谱分析结果如图18。

从以上能谱结果分析来看，KC 白母料中主要成分为TiO2。

由于公司相纸的白点经过能谱分析为含有Ca 元素，而同时发现生产该批相纸的白母料中也出现了Ca 元素，并且该批白母料在显微镜投射状态下发现了片状的晶体物质，因此我们认为造成相纸涂塑晶点问题的主要原因为白色母的碳酸钙填料分散不彻底，有团聚硬块，致使涂塑过程形成了弊病晶点。

由于CY628 批白母料和CY902 批白母料中含有碳酸钙，同时由于碳酸钙填料分散不彻底，因此容易在涂塑过程中形成弊病晶点。同时我们在文献中发现所有用于涂塑相纸的白母料都只用TiO2。而含有碳酸钙的白母料由于其颗粒形态和分散的问题，在涂塑相纸中极容易造成晶点弊病。