張麗惠，陳思雨，蓋樹(shù)人，樊 利，柳 青

（樂(lè)凱膠片股份有限公司 河北 保定 071054）

0 引言

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，激光電子成像技術(shù)以其印刷速度快、影像質(zhì)量網(wǎng)點(diǎn)小、個(gè)性化容易、印刷過(guò)程無(wú)三廢排放等優(yōu)點(diǎn)在影像領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛。激光電子成像技術(shù)按照其油墨的承載形式可分為墨粉油墨（干式）和液體電子油墨（濕式）。干式墨粉電子成像的基本原理是用激光掃描的方法在光導(dǎo)體上形成靜電潛影，再利用帶電墨粉（符號(hào)與靜電潛影正好相反）與靜電潛影之間的庫(kù)侖作用力實(shí)現(xiàn)潛影的顯影，最后將墨粉影像轉(zhuǎn)移到承印物上即可形成影像[1]。對(duì)于濕式液體電子油墨，形成顯影圖像的過(guò)程與干式基本相同，不同的是顯影圖像先被轉(zhuǎn)移至熱彈性體橡膠布上，再?gòu)南鹌げ忌贤ㄟ^(guò)熱或壓力或兩者的結(jié)合轉(zhuǎn)移到承印物，形成印刷的圖像。與干式墨粉相比，液體電子油墨顆粒更加細(xì)小，印刷的影像分辨率更高、圖像銳度更高、邊緣更光滑。特別是當(dāng)橡皮布上受到擠壓時(shí)，液體電子油墨的顆?；ハ囵そY(jié)，能夠在承印物表面形成極薄的油墨層，再現(xiàn)承印物表面的紋理結(jié)構(gòu)，使得印刷的圖像能夠?qū)崿F(xiàn)照片紙的質(zhì)感和觀感，整體影像效果與銀鹽照片接近。此外，液體電子油墨還避免了干式墨粉在空氣中產(chǎn)生飛揚(yáng)和傳播，使影像印刷過(guò)程的工作環(huán)境更環(huán)保。因此以HP Indigo系列為代表的濕式印刷機(jī)逐漸成為影像輸出的主要方式之一[2-5]?；谏鲜龀上襁^(guò)程，印刷相紙必須涂有油墨接受層，以增強(qiáng)其對(duì)液體電子油墨的粘附性，印刷出的圖像才能達(dá)到影像級(jí)的質(zhì)量要求。粘合劑作為承印層的主要成分之一，影響印刷相紙的印刷性能，因此本文將研究粘合劑類型對(duì)印刷相紙性能的影響。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原材料及設(shè)備

水性粘合劑聚丙烯酸乳液（江蘇）、水性聚氨酯（上海）、水性丁苯膠乳（山東）、丙烯酸共聚乳液（進(jìn)口）、PSS（自產(chǎn)）、表面活性劑7#（自產(chǎn)）。

電子天平、不銹鋼桶、電動(dòng)攪拌、涂布棒（美國(guó)RDS）、紅外干燥箱、HP indigo 3550數(shù)字印刷機(jī)、XGP便攜式鏡向光澤度計(jì)（天津信光科技開(kāi)發(fā)公司）、彩色密度計(jì)（XRITE 30）、色度計(jì)（XRITE）、膠帶（3M）、老化試驗(yàn)箱（上海愛(ài)斯佩克）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 印刷相紙涂液的制備

按表1中組分，將水性粘合劑乳液、20 g水離子水加入不銹鋼中，用攪拌在200 rpm速度下加入PSS、顏料、7#，加水至總重100 g，繼續(xù)攪拌30 min，停止攪拌。50 μm過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾、靜置消泡1 h，制備為印刷相紙涂液。水性粘合劑與印刷相紙涂液配方號(hào)對(duì)應(yīng)表見(jiàn)表2。

表1 印刷相紙承印層涂液組分Table 1 The formulations of coating liquid

表2 水性粘合劑與印刷相紙涂配方號(hào)對(duì)應(yīng)表Table 2 The number of coating liquid used different ewater-based binder

1.2.2 印刷相紙制備

用RDS1#涂布棒將上文中制備的印刷相紙涂液，分別涂在220 g細(xì)絨涂塑紙基上，在90 ℃下干燥2 min，制備為印刷相紙生片。將印刷相紙放入老化箱在50 ℃、80%濕度分別老化24、48、72 h，制備印刷相紙老化片。

1.3 評(píng)價(jià)方法

1.3.1 光澤度測(cè)試

采用XGP便攜式鏡向光澤度計(jì)測(cè)試印刷相紙光澤度（60o）。

1.3.2 印刷均勻性性能測(cè)試

用HP indigo3550印刷機(jī)印刷照片，目測(cè)過(guò)程每個(gè)圖像脫印、白點(diǎn)等情況，用全部脫印、局部脫印、無(wú)白點(diǎn)表示測(cè)試結(jié)果。

1.3.3 影像保持率測(cè)試

用HP indigo3550印刷機(jī)印刷GB/T 18721-2002中定義的S7圖像，自然放置120 min，用反射密度計(jì)分別測(cè)定打印后紙樣青（100% C）、品（100% M）、黃（100% Y）、黑（100% K）的密度值。

然后將其放在平坦的臺(tái)面上，用膠帶一端分別粘貼在青（100% C）、品（100% M）、黃（100% Y）、黑（100% K）的色塊處，粘貼長(zhǎng)度至少超過(guò)色塊20 mm，膠帶的另一端不粘貼，然后用玻璃棒將膠帶刮平保證接觸良好，以接近90 ℃將膠帶揭下，并用反射密度計(jì)測(cè)試粘揭后的反射密度數(shù)據(jù)。計(jì)算單色影像保持率，單色影像保持率=粘揭后密度/粘揭前密度×100%。單色影像保持率加和取平均值即為印刷相紙的影像保持率。

1.3.4 承印層的表面能測(cè)試

采用達(dá)因筆在制備的印刷相紙承印層表面畫(huà)約100 mm長(zhǎng)的墨條，并觀察其90%以上的墨條邊在2 s內(nèi)是否發(fā)生收縮并形成墨滴，如有上述現(xiàn)象發(fā)生，則換低一級(jí)表面能的達(dá)因筆再次刷墨條，進(jìn)行同樣的觀察，直至不收縮和出現(xiàn)墨滴，此測(cè)試墨的表面能即相對(duì)應(yīng)為該印刷相紙的表面能。

2 結(jié)果與分析

2.1 水性粘合劑對(duì)光澤度的影響

光澤度是反映印刷紙照片紙表面效果的重要指標(biāo)，是人們衡量印刷相紙是否具有傳統(tǒng)銀鹽照片的質(zhì)感、觀感主要尺度之一，不同的水性粘合劑對(duì)印刷相紙光澤度的影響見(jiàn)表3。由表3中的數(shù)據(jù)可以看出，聚丙烯酸乳液制備的印刷相紙光澤度略低，介于15～20之間，聚氨酯乳液、丁苯膠乳、丙烯酸共聚乳液制備的印刷相紙光澤度較高，超過(guò)了20%，滿足了印刷相紙的光澤度要求。

表3 水性粘合劑對(duì)印刷相紙光澤度的影響Table 3 The influence of water-based binder on the gloss of the printing photographic paper

2.2 水性粘合劑對(duì)印刷均勻性的影響

水性粘合劑對(duì)印刷均勻性的影響見(jiàn)圖1，由圖可以看出，聚氨酯乳液、丁苯膠乳、丙烯酸共聚乳液制備的印刷相紙?jiān)贖P Indigo3550印刷機(jī)印刷均勻性良好，而聚丙烯酸乳液制備的印刷相紙出現(xiàn)了局部脫印現(xiàn)象。

HP Indigo數(shù)碼印刷機(jī)工作機(jī)理是，首先對(duì)電子文件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行RIP處理，處理好的數(shù)據(jù)由激光頭射出激光，照射在成像版上形成圖像區(qū)和背景區(qū)不同電位的數(shù)字“潛影”，然后利用成像版和回收滾筒的電位差將噴射頭噴出的帶負(fù)電荷的電子油墨吸附到成像版上，即“顯影”形成了油墨圖像，然后油墨圖像由成像滾筒轉(zhuǎn)印到橡皮布上，再由橡皮布轉(zhuǎn)印到紙張上[5-6]。欲使油墨圖像100%完全轉(zhuǎn)移紙承印物上，承印層和橡皮布的表面能之差必須大于10 N/m[7]。4種粘合劑制備的印刷相紙承印層的表面能見(jiàn)表4。由表4可以看出，粘合劑1表面能僅為36 N/m，橡皮布的表面能為28 N/m，二者表面能之差為6 N/m，低于10 N/m，使油墨圖像不能100%完全轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生了脫印問(wèn)題。

表4 水性粘合劑對(duì)印刷相紙表面能的影響Table 4 The influence of water-based binder on the surface energy of the priningt photographic paper

2.3 水性粘合劑對(duì)影像保持率的影響

影像保持率是表征承印層對(duì)液體電子油墨的粘附能力，水性粘合劑對(duì)影像保持率的影響見(jiàn)表5，由表5可以看出未老化生片，粘合劑丁苯膠乳、丙烯酸共聚乳液的影像保持率達(dá)到了99%以上，說(shuō)明丁苯膠乳、丙烯酸共聚乳液對(duì)液體電子油墨的粘附能力強(qiáng)、固墨性較好。

表5 水性粘合劑對(duì)影像保持率的影響Table 5 The influence of water-based binder on the ink adhesion of the printing photographic paper

人工老化后熟片的影像保持率見(jiàn)圖2，由圖2可以看出丁苯膠乳的影像保持率隨著老化時(shí)間的不斷增加影像保持率不斷下降，老化72 h后由原來(lái)99.5%降至55.8%。這是由于丁苯膠乳制備的印刷相紙?jiān)谌斯だ匣^(guò)程中，老化箱中水汽使承印層的丁苯膠乳粒子受水的表面張力的影響，隨著水的移動(dòng)而移動(dòng)，最后聚集在顏料間的接點(diǎn)處[8]，膠乳粒子在印刷相紙上的分布不均勻，對(duì)電子油墨的吸附能力局部變差，導(dǎo)致了影像保持率不斷下降。

由圖2還可以看出，隨著老化時(shí)間的不斷增加，丙烯酸共聚乳液制備的承印層的影像保持率幾乎保持不變。這可能是由于液體電子油墨包含非極性載液、著色劑顆粒、電荷引導(dǎo)劑、金屬氧化物納米顆粒等組分，其中著色劑顆粒和金屬氧化物顆粒均由熱塑性的丙烯酸共聚樹(shù)脂所包覆，在印刷過(guò)程中影像著墨之后，橡皮布在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中被加熱140～160 ℃，橡皮布和外部熱源將電子油墨加熱，使油墨顆粒部分熔融并融合在一起，同時(shí)大部分的油性載體被蒸發(fā)，油墨影響形成了較熱的、接近干燥的、具有黏性的、熱塑性薄膜形式的預(yù)完成圖像，與承印層接觸過(guò)程，熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)方式將承印層加熱，按照相似相容原理，再加之承印滾筒和橡皮布滾筒之間的擠壓力[9]，使承印層與油墨完全融合在一起，冷卻后形成固墨性能更好的影像，使得在50 ℃、80%濕度條件老化72 h影像保持率幾乎沒(méi)有發(fā)生變化。

3 結(jié)論

（1）采用丙烯酸乳液制備的印刷相紙，光澤度較低、印刷性能差，不能滿足HP indigo印刷機(jī)的影像級(jí)輸出要求。

（2）采用聚氨酯乳液制備的印刷相紙，具有合適的光澤度、印刷性能好的特點(diǎn)，但影像保持率較差，不能滿足HP indigo印刷機(jī)的影像級(jí)輸出要求。

（3）采用丁苯膠乳制備的印刷相紙，光澤度較高、印刷性能好，影像保持率高，但是隨著老化時(shí)間的增加，影像保持率逐漸變差，不能滿足HP indigo印刷機(jī)的影像級(jí)輸出要求。

（4）選用丙烯酸共聚乳液粘合劑制備的印刷相紙具有合適的光澤度、印刷均勻無(wú)白點(diǎn)、影像保持率大于98%，在老化條件下，影像保持率基本不變，達(dá)到了HP indigo印刷機(jī)的影像級(jí)輸出要求。