2.5 X射線光電子能譜（XPS）譜圖分析

為了探究噴鋁紙表面析出的小分子物質(zhì)的成分，筆者通過(guò)XPS分析儲(chǔ)存時(shí)間為6個(gè)月、9個(gè)月、12個(gè)月、15個(gè)月、18個(gè)月紙張表面元素的變化，見(jiàn)圖3a。在XPS光譜圖中，可以觀察到C 1s，O 1s的特征峰，結(jié)合能分別為285.1、532.3 eV。第18個(gè)月紙張的XPS光譜圖中，出現(xiàn)了Si 2p的特征峰，結(jié)合能為102 eV。由圖3b和表4可知，6—15個(gè)月硅含量逐漸增加，元素原子數(shù)分?jǐn)?shù)由0增至0.6%，但均未出現(xiàn)成型的峰。18個(gè)月的紙張表面硅原子數(shù)分?jǐn)?shù)劇增為3.5%。這表明隨著儲(chǔ)存時(shí)間增加，紙張表面逐漸有含硅的無(wú)機(jī)小分子析出。此外，由表4也可看出，18個(gè)月的樣品表面C原子數(shù)分?jǐn)?shù)明顯升高，從69.9%升至75.1%，O原子數(shù)分?jǐn)?shù)則由29.5%降低至20.0%，證明硅主要以Si?C鍵的形式存在，析出的有機(jī)硅形成了低分子物質(zhì)弱界面層，降低了樣品涂層的表面張力。

圖3同一樣品在不同儲(chǔ)存時(shí)間下的XPS圖

表4同一樣品在不同儲(chǔ)存時(shí)間下的表面原子數(shù)分?jǐn)?shù)

硅一部分來(lái)源于造紙過(guò)程，如硅藻土表面覆蓋了大量的硅羥基，使其具有表面活性、吸附性和酸性，在造紙領(lǐng)域中常作為功能性造紙?zhí)盍匣蛲苛项伭?。為改善紙張印刷適應(yīng)性，涂料中會(huì)加入比表面積較大且無(wú)色透明的硅溶膠（mSiO?·nH?O）。此外，有機(jī)硅還作為制漿工段常用消泡劑的活性成分，用于消除造紙過(guò)程中的泡沫。另外，由于噴鋁轉(zhuǎn)移紙張?jiān)诩庸み^(guò)程中，為確保紙張的水分以及紙張平整度，往往會(huì)在紙張背面進(jìn)行背涂鎖水，噴鋁轉(zhuǎn)移紙實(shí)際存放方式為紙張背面與紙張正面堆疊放置，紙張表面會(huì)與其上一張的紙張背面涂層相接觸。這種背面涂層一般使用的是水性丙烯酸涂料，在制備涂料時(shí)往往會(huì)使用含微量硅的防沉劑、有機(jī)硅消泡劑、有機(jī)硅潤(rùn)濕劑等。

綜上，噴鋁轉(zhuǎn)移紙?jiān)诖娣胚^(guò)程中，隨著時(shí)間的增加，紙張中的硅含量和噴鋁紙加工過(guò)程中水性背涂里面的硅含量逐步向紙張正面的轉(zhuǎn)移涂層表面轉(zhuǎn)移，造成有機(jī)硅富集，從而導(dǎo)致印刷掉墨。

2.6涂層耐高溫性能

轉(zhuǎn)移涂層作為鋁層的保護(hù)層起到隔離保護(hù)的作用，在后期的鐳射模壓、印刷工序中需經(jīng)受溫度、摩擦、溶劑環(huán)境，轉(zhuǎn)移涂層需耐溫、耐摩擦、耐溶劑侵蝕才能保護(hù)鋁層的持久光亮、不起皺、不氧化，因此，轉(zhuǎn)移涂料對(duì)耐溫性也會(huì)提出要求。當(dāng)涂層耐溫性較差時(shí)，瞬間的高溫高壓都會(huì)使紙張表面發(fā)白發(fā)霧，影響表觀效果。筆者使用五點(diǎn)熱封儀，測(cè)試儲(chǔ)存6—18個(gè)月的樣品的耐溫性，測(cè)得數(shù)據(jù)見(jiàn)表5，所有樣品耐溫性均≥150℃，證明轉(zhuǎn)移涂層的耐溫性并未隨著時(shí)間和硅含量的增大出現(xiàn)明顯變化，不會(huì)影響成盒效果。

表5同一樣品在不同儲(chǔ)存時(shí)間下的耐高溫性能

2.7涂層耐溶劑性

轉(zhuǎn)移涂層的耐溶劑性是另一個(gè)重要指標(biāo)。當(dāng)印刷油墨與耐溶劑性差的涂層接觸時(shí)，涂層的表面結(jié)構(gòu)會(huì)被溶劑侵蝕，既會(huì)影響紙張表面光澤性，又會(huì)導(dǎo)致脫墨現(xiàn)象。為了研究硅含量的增加對(duì)涂層的耐溶劑功能性是否發(fā)生影響，在溫度為23℃、相對(duì)溫度為60%的環(huán)境下，使用棉棒蘸取乙酸乙酯，人工刮擦儲(chǔ)存6—18個(gè)月的樣品的表面涂層，觀察涂層露底變白時(shí)的刮擦次數(shù)，刮擦次數(shù)越多證明轉(zhuǎn)移涂層耐溶劑性越好，測(cè)得數(shù)據(jù)見(jiàn)表6?？梢钥闯?，不同儲(chǔ)存時(shí)間下的樣品刮擦次數(shù)均在5～7次，并沒(méi)有出現(xiàn)明顯的升高或降低現(xiàn)象，證明轉(zhuǎn)移涂層的耐溶劑性并未隨著時(shí)間變化而變化，硅含量的增加對(duì)涂層的耐溶劑性并未發(fā)生影響。

表6同一樣品在不同儲(chǔ)存時(shí)間下的耐溶劑性

3結(jié)語(yǔ)

研究將儲(chǔ)存時(shí)間為6個(gè)月、9個(gè)月、12個(gè)月、15個(gè)月、18個(gè)月的真空噴鋁紙，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)紙張表面轉(zhuǎn)移涂層的油墨結(jié)合牢度、表面張力、涂層結(jié)合牢度、涂層耐溫性和耐溶劑性進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)對(duì)比了涂層紅外譜圖和X射線光電子能譜（XPS）。

真空噴鋁轉(zhuǎn)移紙放置12個(gè)月時(shí)會(huì)出現(xiàn)表面張力降低到真空噴鋁紙行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（BB/T 0054—2010）以下，放置18個(gè)月時(shí)出現(xiàn)大面積掉墨現(xiàn)象，但涂層牢度并未出現(xiàn)變化。主要原因?yàn)閲婁X轉(zhuǎn)移紙?jiān)诖娣胚^(guò)程中，隨著時(shí)間的增加，紙張中的硅含量和噴鋁紙加工過(guò)程中水性背涂里面的硅含量逐步向紙張正面的轉(zhuǎn)移涂層表面轉(zhuǎn)移，造成硅物質(zhì)富集，形成有機(jī)硅低分子物質(zhì)的弱界面層，降低了涂層的表面張力，并使其印刷適性變差。硅含量的增加并未影響紙張表面涂層的耐溫性能、耐溶劑性。

基于該研究所得結(jié)論對(duì)真空噴鋁轉(zhuǎn)移紙產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。真空噴鋁轉(zhuǎn)移紙?jiān)趯?shí)際的使用過(guò)程中，建議在12個(gè)月之內(nèi)及時(shí)印刷，避免出現(xiàn)印刷掉墨等質(zhì)量問(wèn)題。