2.5 X射线光电子能谱（XPS）谱图分析

为了探究喷铝纸表面析出的小分子物质的成分，笔者通过XPS分析储存时间为6个月、9个月、12个月、15个月、18个月纸张表面元素的变化，见图3a。在XPS光谱图中，可以观察到C 1s，O 1s的特征峰，结合能分别为285.1、532.3 eV。第18个月纸张的XPS光谱图中，出现了Si 2p的特征峰，结合能为102 eV。由图3b和表4可知，6—15个月硅含量逐渐增加，元素原子数分数由0增至0.6%，但均未出现成型的峰。18个月的纸张表面硅原子数分数剧增为3.5%。这表明随着储存时间增加，纸张表面逐渐有含硅的无机小分子析出。此外，由表4也可看出，18个月的样品表面C原子数分数明显升高，从69.9%升至75.1%，O原子数分数则由29.5%降低至20.0%，证明硅主要以Si−C键的形式存在，析出的有机硅形成了低分子物质弱界面层，降低了样品涂层的表面张力。

图3同一样品在不同储存时间下的XPS图

表4同一样品在不同储存时间下的表面原子数分数

硅一部分来源于造纸过程，如硅藻土表面覆盖了大量的硅羟基，使其具有表面活性、吸附性和酸性，在造纸领域中常作为功能性造纸填料或涂料颜料。为改善纸张印刷适应性，涂料中会加入比表面积较大且无色透明的硅溶胶（mSiO₂·nH₂O）。此外，有机硅还作为制浆工段常用消泡剂的活性成分，用于消除造纸过程中的泡沫。另外，由于喷铝转移纸张在加工过程中，为确保纸张的水分以及纸张平整度，往往会在纸张背面进行背涂锁水，喷铝转移纸实际存放方式为纸张背面与纸张正面堆叠放置，纸张表面会与其上一张的纸张背面涂层相接触。这种背面涂层一般使用的是水性丙烯酸涂料，在制备涂料时往往会使用含微量硅的防沉剂、有机硅消泡剂、有机硅润湿剂等。

综上，喷铝转移纸在存放过程中，随着时间的增加，纸张中的硅含量和喷铝纸加工过程中水性背涂里面的硅含量逐步向纸张正面的转移涂层表面转移，造成有机硅富集，从而导致印刷掉墨。

2.6涂层耐高温性能

转移涂层作为铝层的保护层起到隔离保护的作用，在后期的镭射模压、印刷工序中需经受温度、摩擦、溶剂环境，转移涂层需耐温、耐摩擦、耐溶剂侵蚀才能保护铝层的持久光亮、不起皱、不氧化，因此，转移涂料对耐温性也会提出要求。当涂层耐温性较差时，瞬间的高温高压都会使纸张表面发白发雾，影响表观效果。笔者使用五点热封仪，测试储存6—18个月的样品的耐温性，测得数据见表5，所有样品耐温性均≥150℃，证明转移涂层的耐温性并未随着时间和硅含量的增大出现明显变化，不会影响成盒效果。

表5同一样品在不同储存时间下的耐高温性能

2.7涂层耐溶剂性

转移涂层的耐溶剂性是另一个重要指标。当印刷油墨与耐溶剂性差的涂层接触时，涂层的表面结构会被溶剂侵蚀，既会影响纸张表面光泽性，又会导致脱墨现象。为了研究硅含量的增加对涂层的耐溶剂功能性是否发生影响，在温度为23℃、相对温度为60%的环境下，使用棉棒蘸取乙酸乙酯，人工刮擦储存6—18个月的样品的表面涂层，观察涂层露底变白时的刮擦次数，刮擦次数越多证明转移涂层耐溶剂性越好，测得数据见表6。可以看出，不同储存时间下的样品刮擦次数均在5～7次，并没有出现明显的升高或降低现象，证明转移涂层的耐溶剂性并未随着时间变化而变化，硅含量的增加对涂层的耐溶剂性并未发生影响。

表6同一样品在不同储存时间下的耐溶剂性

3结语

研究将储存时间为6个月、9个月、12个月、15个月、18个月的真空喷铝纸，通过实验对纸张表面转移涂层的油墨结合牢度、表面张力、涂层结合牢度、涂层耐温性和耐溶剂性进行测试，同时对比了涂层红外谱图和X射线光电子能谱（XPS）。

真空喷铝转移纸放置12个月时会出现表面张力降低到真空喷铝纸行业标准（BB/T 0054—2010）以下，放置18个月时出现大面积掉墨现象，但涂层牢度并未出现变化。主要原因为喷铝转移纸在存放过程中，随着时间的增加，纸张中的硅含量和喷铝纸加工过程中水性背涂里面的硅含量逐步向纸张正面的转移涂层表面转移，造成硅物质富集，形成有机硅低分子物质的弱界面层，降低了涂层的表面张力，并使其印刷适性变差。硅含量的增加并未影响纸张表面涂层的耐温性能、耐溶剂性。

基于该研究所得结论对真空喷铝转移纸产业化生产具有指导意义。真空喷铝转移纸在实际的使用过程中，建议在12个月之内及时印刷，避免出现印刷掉墨等质量问题。