色母料与涂塑相纸色调初探

彭春宁，张丽惠，樊 利

（乐凯胶片股份有限公司 河北 保定 071054）

0 引言

纸基色调是彩色相纸用的涂塑纸基的一项重要性能，它直接影响到彩色相片画面影像的明快、清晰、色彩的生动悦目以及分辨率[1-2]。

目前市场上相纸的色调有较大的差别，通过对涂塑使用的蓝母料盒红母料以及白母料与涂塑纸基的色调问题进行研究，初步了解了色调母料与涂塑相纸色调的一些基本关系。

1 纸基的结构及表面色调的测定

涂塑纸基是在涂塑原纸的两面涂上树脂层等的一种高级复合纸。涂塑纸基的基本结构见图1。一般正面涂白色聚乙烯树脂(约30 µm)及明胶底层(约l µm)，背面涂聚乙烯树脂（约3O µm）及抗静电功能层（约l µm）。再在涂塑纸基正面涂上印刷承印层或者感光乳剂层，就成了印刷相纸或感光银盐彩色相纸[3]。

2 实验

2.1 实验材料及设备

实验材料：红母料A、红母料B、蓝母料A、蓝母料B、KC白母料、自产白母料、JP白母料、LDPE、HDPE。

实验设备：单螺杆淋膜机、日本理光type2色调测试仪、TMI数字厚度测试仪。

2.2 实验过程

（1）分别用将色母料在单螺杆淋膜机上进行淋膜的速率为2.02 kg/h。

（2）制作不同厚度的淋膜样品进行色调测试。

3 结果与讨论

要使纸基色调达到要求，就要对直接影响纸基色调的因素做进一步的分析。下面将通过一些实验试样，对色调各因素作定性简略分析，并探求其可能性。涂塑相纸的色调控制指标见表1[2-4]。

表1 涂塑纸基色调控制标准Table 1 Coated paper based tone control standards

3.1 确定影响层

为了确定涂塑纸基正面色调主要由哪一层来决定，在原纸的正面涂有涂塑层和明胶底层，验证各层对正面色调的影响。

3.1.1 明胶底层对原纸纸基色调的影响

对比涂明胶与未涂明胶底层RC纸基的色调，见表2。

表2 明胶底层对原纸纸基色调的影响Table 2 Effect of gelatin bottom layer on base tone of base paper

L、a、b各值虽减少，但均小于0.8。由于人眼对色调的分辨率为1个Lab值单位，所以我们认为明胶底层对色调影响不大[5-6]。

3.1.2 白母料对原纸色调的影响

首先，对比不同白母料对L值的影响，结果见图2。

结论：（1）从图2可以看出，不同的涂塑纸基用白母料的L值相差不大，都要求涂塑纸基用白母料的L值越高越好，遮盖率越高越好（斜率越小遮盖率越高），这样可以减轻涂塑原纸的影响。3个不同的母料在相同的纸基上的L值基本在95.4左右，而原纸纸基的L值在96左右，二者相差不到0.8，对于人眼识别来说L值的区别不大[2]。

（2）KC的白母料与其他两个白母料相比L值稍微高0.3～0.5左右。

3.1.3 涂塑层对原纸纸基色调的影响

由表3可以看出，经过白母料淋膜后b值从-0.78上升到2.65，此时由于白母料涂塑层的遮盖，纸基表面光泽度升高表面平滑而光泽，由此可以看出涂塑纸基的正面色调由涂塑层来决定。涂塑层淋膜在照相原纸上后形成光滑而平整的表面，在扩印的时候能使照片成像清晰[2]。

表3 涂塑层对原纸纸基色调的影响Table 3 Effect of the coating layer on the tone of the base paper of the base paper

同时将表3的数据与表1的控制指标进行对比可以看到，单独的白色母料的b值与要求相去甚远，此时就需要调整涂塑层的b值了。

结论：（1）决定涂塑纸基色调的是涂塑层。（2）涂塑相纸淋膜用白母料的L值越高越好，遮盖率越高越好。（3）白母料在照相用涂塑纸基上的作用是提供基础的色调并且提供一个均匀的层面，以减少照相原纸的纤维对光线的强烈散射带来的影响[2]。

3.2 色母料对涂塑层色调的影响

3.2.1 蓝母料对涂塑层色调的影响

通过淋膜对蓝母料进行实验，其他色母料使用LDPE等量替换对照相原纸进行淋膜。通过淋膜不同的厚度来确定母料对色调的影响。

由图3可得结论：（1）蓝母料对照相原纸的L值有影响。（2）B蓝母料随着厚度的增加L值下降比A蓝母料快。（3）照相原纸的L值为96.01，KC白母料在淋膜厚度为20 µm时L值为95.64，B蓝母料在20 µm时L值为93.38，A蓝母料在在20 µm时L值为92.71，同比可以看出在相同的厚度时，蓝母料对L值的影响比白母料要大。

由图4可得结论：（1）随着厚度的增加，A、B母料的b值比旧蓝母料下降得多。（2）依据涂塑相纸的控制指标L*＞90；a*:-0.39±0.36；b*:-5.7±1.0来看，从图5可以得出当把b值控制在-5.7±1.0范围内时，此时蓝母料所能给与的L值上限为91左右。

由图5可得结论：随着厚度的增加B蓝母料对a值的影响比A蓝母料要快，意味着B蓝母料比A蓝母料更加偏向于绿光。

由此看来，要增加涂塑纸基正面的b值（蓝调）可以加蓝色母料。b值（蓝调）的程度由它们的加入量决定。

综上所述，可得结论：蓝母料与涂塑层的b值相关性非常高，决定了涂塑层的b值。单独的蓝母料加入可以将250g的涂塑纸基控制在标准内，但是此时的涂塑纸基产品表面不光洁，纸基纤维可见。如果在涂塑相纸中则会在成像时造成严重的漫反射影响。

3.2.2 红母料对涂塑层色调的影响

按照车间淋膜配方对红母料进行淋膜实验，其他色母料使用LDPE等量替换对照相原纸进行淋膜。通过淋膜不同的厚度来确定母料对色调的影响。

由图6可得结论：A红母料随着厚度的增加L值下降比B红母料快，意味着A红母料对光的吸收比B红母料要高。

由图7可得结论：随着厚度的增加A红母料的a值比B红母料增加得快些，A红母料比B红母料要更偏向红一些。

由图8可得结论：随着厚度的增加A红母料的b值下降得比B红母料快，A红母料比B红母料更偏向蓝一些。

通过上述数据可以看出，想使涂塑层色调微蓝带紫（a：-0.75-0.03）尚需适当加入一点红或紫颜料进行调色[5]。

综上所述，可得结论：（1）决定涂塑纸基色调的是涂塑层；（2）决定涂塑层色调的是白母料，白母料的遮盖率越高越好，越高的遮盖率意味着越高的L值，同时也意味着可以降低光在涂塑纸基上的漫反射。通常白母料会引起b值的上升（偏黄），但它决定了涂塑纸基的L值，决定了涂塑纸基的基本性能，因此需要加入蓝色去调整白母料带来的不利影响；（3）加入蓝母料调整涂塑层的b值，不同的蓝母料对色调有着的不同影响；（4）加入红母料调整涂塑层的a值，不同的红母料对色调有不同影响。

3.3 组合状态下色母料对涂塑纸基色调的影响

通过上述研究，我们已经了解了各个色母料单独对涂塑纸基色调的影响，基于照相用涂塑纸基的要求和控制指标L*＞90;a*:-0.39±0.36;b*:-5.7±1.0来看，我们对于各个母料的要求如下。

白母料的要求是：遮盖率要高，L值要大，b值要小（偏蓝，避免选择到偏黄），a值要越接近于0越好。在遮盖力达到要求的情况下，不同白母料在相同的用量下，L值越高的越好。由本文的第1部分的数据显示KC的白母料与其他两个白母料相比L值要稍微高0.3～0.5左右。因此我们选择KC的白母料进行第2部的实验。

蓝母料的要求则是：b值要小，a值要尽量要接近于0，L值要大。蓝母料的作用就是调教涂塑纸基的b值达到要求，并且最好对L值的影响最小。由本文的第1部分的数据显示B蓝母料的在b值为4.9时厚度为48 µm，L值为91.48。而A蓝母料在b值为4.9时，厚度为75 µm，L值为91.68。因此B蓝母料具有更好的效果，我们选择B蓝母料。

红母料的要求是：L值要大，a值要尽量大偏向+值（红），b值不要偏向黄。

因此我们选择了KC白母料和B蓝母料和新A红母料作为研究对象。

下文，研究色母料对涂塑层的Lab值的影响。

将HDPE、LDPE、白母料、蓝母料、红母料、增白母料按照配方组成混合后，淋膜在250 g原纸上，淋膜不同厚度后测试Lab值，检测不同厚度对涂塑纸基的色调影响。

由图9可得结论：B红B兰随着厚度的增加L值下降比A红B兰组合少。

由图10可得结论：B红B兰随着厚度的增加a值比A红B兰下降得慢。

由图11可得结论：B红B兰随着厚度得增加b值比A红B兰下降得慢。A红B兰在组合在相同得b值情况下需要的淋膜厚度比B红B兰薄。

我们依据得到的数据并进行模拟分析后得到结果见图12、图 13。

通过模型可以得到在达到控制指标L*＞90；a*:-0.39±0.36；b*:-5.7±1.0，A红B兰在22 µm时能够达到，而B红B兰则需要淋膜的厚度为31µm左右才能达到。因此A红B兰的组合为最优组合。

4 结论

（1）决定涂塑纸基色调的是涂塑层。

（2）决定涂塑层色调的是白母料，白母料的遮盖率越高越好，越高的遮盖率意味着越高的L值，同时也意味着可以降低光在涂塑纸基上的漫反射。

（3）加入蓝母料调整涂塑层的b值，不同的蓝母料对色调有着的不同影响。

（4）加入红母料调整涂塑层的a值，不同的红母料对色调的不同影响。

（5）通过模型可以得到在达到控制指标L*＞90；a*:-0.39±0.36；b*:-5.7±1.0，A红 B兰在 22 µm 时能够达到，而B红B兰则需要淋膜的厚度为31 µm左右才能达到。因此A红B兰的组合为最优组合。