2.5 X射線光電子能譜（XPS）譜圖分析

為了探究噴鋁紙表麵析出的小分子物質的成分，筆者通過XPS分析儲存時間為6個月、9個月、12個月、15個月、18個月紙張表麵元素的變化，見圖3a。在XPS光譜圖中，可以觀察到C 1s，O 1s的特征峰，結合能分別為285.1、532.3 eV。第18個月紙張的XPS光譜圖中，出現了Si 2p的特征峰，結合能為102 eV。由圖3b和表4可知，6—15個月矽含量逐漸增加，元素原子數分數由0增至0.6%，但均未出現成型的峰。18個月的紙張表麵矽原子數分數劇增為3.5%。這表明隨著儲存時間增加，紙張表麵逐漸有含矽的無機小分子析出。此外，由表4也可看出，18個月的樣品表麵C原子數分數明顯升高，從69.9%升至75.1%，O原子數分數則由29.5%降低至20.0%，證明矽主要以Si−C鍵的形式存在，析出的有機矽形成了低分子物質弱界麵層，降低了樣品塗層的表麵張力。

圖3同一樣品在不同儲存時間下的XPS圖

表4同一樣品在不同儲存時間下的表麵原子數分數

矽一部分來源於造紙過程，如矽藻土表麵覆蓋了大量的矽羥基，使其具有表麵活性、吸附性和酸性，在造紙領域中常作為功能性造紙填料或塗料顏料。為改善紙張印刷適應性，塗料中會加入比表麵積較大且無色透明的矽溶膠（mSiO₂·nH₂O）。此外，有機矽還作為製漿工段常用消泡劑的活性成分，用於消除造紙過程中的泡沫。另外，由於噴鋁轉移紙張在加工過程中，為確保紙張的水分以及紙張平整度，往往會在紙張背麵進行背塗鎖水，噴鋁轉移紙實際存放方式為紙張背麵與紙張正麵堆疊放置，紙張表麵會與其上一張的紙張背麵塗層相接觸。這種背麵塗層一般使用的是水性丙烯酸塗料，在製備塗料時往往會使用含微量矽的防沉劑、有機矽消泡劑、有機矽潤濕劑等。

綜上，噴鋁轉移紙在存放過程中，隨著時間的增加，紙張中的矽含量和噴鋁紙加工過程中水性背塗裏麵的矽含量逐步向紙張正麵的轉移塗層表麵轉移，造成有機矽富集，從而導致印刷掉墨。

2.6塗層耐高溫性能

轉移塗層作為鋁層的保護層起到隔離保護的作用，在後期的鐳射模壓、印刷工序中需經受溫度、摩擦、溶劑環境，轉移塗層需耐溫、耐摩擦、耐溶劑侵蝕才能保護鋁層的持久光亮、不起皺、不氧化，因此，轉移塗料對耐溫性也會提出要求。當塗層耐溫性較差時，瞬間的高溫高壓都會使紙張表麵發白發霧，影響表觀效果。筆者使用五點熱封儀，測試儲存6—18個月的樣品的耐溫性，測得數據見表5，所有樣品耐溫性均≥150℃，證明轉移塗層的耐溫性並未隨著時間和矽含量的增大出現明顯變化，不會影響成盒效果。

表5同一樣品在不同儲存時間下的耐高溫性能

2.7塗層耐溶劑性

轉移塗層的耐溶劑性是另一個重要指標。當印刷油墨與耐溶劑性差的塗層接觸時，塗層的表麵結構會被溶劑侵蝕，既會影響紙張表麵光澤性，又會導致脫墨現象。為了研究矽含量的增加對塗層的耐溶劑功能性是否發生影響，在溫度為23℃、相對溫度為60%的環境下，使用棉棒蘸取乙酸乙酯，人工刮擦儲存6—18個月的樣品的表麵塗層，觀察塗層露底變白時的刮擦次數，刮擦次數越多證明轉移塗層耐溶劑性越好，測得數據見表6。可以看出，不同儲存時間下的樣品刮擦次數均在5～7次，並沒有出現明顯的升高或降低現象，證明轉移塗層的耐溶劑性並未隨著時間變化而變化，矽含量的增加對塗層的耐溶劑性並未發生影響。

表6同一樣品在不同儲存時間下的耐溶劑性

3結語

研究將儲存時間為6個月、9個月、12個月、15個月、18個月的真空噴鋁紙，通過實驗對紙張表麵轉移塗層的油墨結合牢度、表麵張力、塗層結合牢度、塗層耐溫性和耐溶劑性進行測試，同時對比了塗層紅外譜圖和X射線光電子能譜（XPS）。

真空噴鋁轉移紙放置12個月時會出現表麵張力降低到真空噴鋁紙行業標準（BB/T 0054—2010）以下，放置18個月時出現大麵積掉墨現象，但塗層牢度並未出現變化。主要原因為噴鋁轉移紙在存放過程中，隨著時間的增加，紙張中的矽含量和噴鋁紙加工過程中水性背塗裏麵的矽含量逐步向紙張正麵的轉移塗層表麵轉移，造成矽物質富集，形成有機矽低分子物質的弱界麵層，降低了塗層的表麵張力，並使其印刷適性變差。矽含量的增加並未影響紙張表麵塗層的耐溫性能、耐溶劑性。

基於該研究所得結論對真空噴鋁轉移紙產業化生產具有指導意義。真空噴鋁轉移紙在實際的使用過程中，建議在12個月之內及時印刷，避免出現印刷掉墨等質量問題。