如何生產(chǎn)一張好的熱敏紙

關(guān)于如何生產(chǎn)一張好的熱敏紙第1頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三形形色色的熱敏紙第2頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三熱敏紙的概述熱敏紙又被稱為熱敏傳真紙、熱敏記錄紙、熱敏復(fù)印紙，在臺灣則叫做感熱復(fù)寫紙。熱敏紙是一種加工紙，其制造原理就是在優(yōu)質(zhì)的原紙上涂布一層“熱敏涂料”（熱敏變色層）。熱敏變色層包括：顯色劑約占20%以下，常用的有雙酚、對羥基苯甲酸；增感劑約占10%以下，其中含有苯磺酸酰胺類化合物；填料約占50%以下，常用的有碳酸鈣（微粒）；膠黏劑約占10%以下，如聚乙酸乙烯；穩(wěn)定劑，如對酞酸二苯酰；潤滑劑等

第3頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三熱敏紙的發(fā)展過程1964年NRC公司早期開發(fā)的熱敏紙其發(fā)色溫度高，只用于軍事記錄。1970年始，應(yīng)用涉及到圖標(biāo)記錄、計算機(jī)和打印機(jī)；1980年后得到更大發(fā)展，廣泛應(yīng)用于傳真紙，及條碼標(biāo)簽領(lǐng)域，后來由進(jìn)展到紅外掃描簽而用于收銀機(jī)等，再后來又發(fā)展了一種將熱敏涂料施涂于合成基底材料而用于醫(yī)療檢測圖像記錄。第4頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三熱敏紙的發(fā)展特點(diǎn)記錄速度大大加快：原來是每秒3~7個字符,現(xiàn)在可達(dá)到100~120個字符圖像分辨率明顯提高：原來是每毫米為4~8線,現(xiàn)在可達(dá)到20線保持期從幾個月延長到幾年成本降低,紙的售價便宜了一半以上。第5頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三熱敏紙的用途

傳真機(jī)通訊,醫(yī)療、記測系統(tǒng)如心電圖機(jī)、熱工儀表,計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)終端打印,商標(biāo)、簽碼（POS）等。第6頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三熱敏紙的發(fā)色原理

當(dāng)傳真機(jī)接收外來的電訊號后便激發(fā)電子束，使與熱敏紙紙面接觸的“熱頭”迅速升溫，在某個特定的溫度區(qū)域內(nèi)誘導(dǎo)熱敏變色層發(fā)生化學(xué)變化，于是促成無色染料分子中的內(nèi)酯環(huán)斷開，引起電子遷移生成醌型結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)了發(fā)色基團(tuán)，此時紙面上立即顯出清晰的文字和圖像。熱敏紙的保存在35℃和相對濕度（RH）為85%的情況下至少能保存18個月，但必須避免與化學(xué)藥品接觸和不受日光的直接照射。第7頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三熱敏紙的分類電極熱轉(zhuǎn)移熱頭熱轉(zhuǎn)移升華熱轉(zhuǎn)移熱敏紙物理型熱敏紙熱轉(zhuǎn)移型記錄體系化學(xué)型熱敏紙雙組份型記錄體系贅合型隱色型重氮型AF型熱敏記錄體系第8頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三第9頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三物理型熱敏紙熔融透明型熱敏記錄紙，采用熔融透明化原理，即在黑色基底紙上，涂布一層不透明的蠟作表面層，經(jīng)熱筆作用。使不透明的蠟狀材料熔融透明化，基紙底層的顏色顯露出來而構(gòu)成圖像。

缺點(diǎn)：熱敏記錄紙表面的不透明蠟層，容易被機(jī)械硬韌碰劃而在不必要時顯露出下面的著色層，并且記錄溫度較高，記錄針易磨損。第10頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三熱轉(zhuǎn)移體系

熱轉(zhuǎn)移是一種較普通的應(yīng)用體系，可在普通紙上打印彩色圖像。它的關(guān)鍵技術(shù)是打印機(jī),熱轉(zhuǎn)移打印機(jī)使用多色帶,色帶由浸有柒料的蠟構(gòu)成,加熱的針頭沖擊色帶后蠟被熔掉,染料就轉(zhuǎn)移到紙上,通過熔化不同量的品、青、黃色柒料形成彩色影像。較高質(zhì)量的彩色影像可通過升華轉(zhuǎn)移打印得到,它需要熱染料升華打印機(jī),工作原理是使用很多微小加熱器件,使其與色帶接觸,用以控制色帶釋放柒料的多少。第11頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三化學(xué)型熱敏紙雙組分金屬化臺物發(fā)色熱敏記錄紙

這種雙組分金屑化合物發(fā)色的熱敏記錄紙是基于脂肪酸的重金屑鹽和還原劑(苯醚類)共同混合，利用加熱升溫使脂肪酸鹽熔融和還原劑反應(yīng)，使重金屬還原而游離顯色。第12頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三無色染料的雙組分熱敏記錄紙

利用染料發(fā)色的熱敏記錄紙，是基于含有內(nèi)酯環(huán)的無色染料與顯色刑混合，在熱的作用下．溶點(diǎn)低的（通常是顯色劑）先熔化，二者發(fā)生反應(yīng)，無色染料的內(nèi)配環(huán)開裂而發(fā)色的原理。無色染料型熱敏紙的結(jié)構(gòu)第13頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三第14頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三雙組分體系金屬贅合物型熱敏紙

1950年美國3M公司利用金屬鰲合物制成了熱敏紙。它所形成的影像是通過鰲合反應(yīng)得到的,因此非常穩(wěn)定,但反應(yīng)的感熱性能低,最大優(yōu)點(diǎn)是贅合染料吸收波長可到紅外區(qū),所以此類鰲合型熱敏紙可通過條型碼掃描讀出。隱色型熱敏紙

1960年,NRC開發(fā)了隱色染料型熱敏紙。這種熱敏紙的結(jié)構(gòu)是在支持體上涂含隱色染料和苯酚的無色敏感層。后來,人們又用氟化合物作染料,苯酚化合物作顯影劑,且在敏感層中加入熔點(diǎn)約100℃的感熱劑,得到高感性能紙?，F(xiàn)在這種隱色染料型熱敏紙得到廣泛的應(yīng)用。第15頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三重氮型熱敏紙重氮型熱敏紙就是在紙上涂感熱層,感熱層含有疏水重氮化合物、偶合劑、酸性穩(wěn)定劑以及一種可在較高溫度一般大于100℃時生成堿性氣氛的物質(zhì)。加熱時,堿性氣氛一形成,重氮化合物就與偶合劑反應(yīng)生成偶氮染料,然后用定影燈曝光,分解未反應(yīng)的重氮化合物,生成穩(wěn)定影像。AF熱敏紙

AF熱敏紙是由日本三菱制紙公司開發(fā)的,它是通過亞氮化合物和異氰酸化合物反應(yīng)生成有機(jī)染料而形成影像。由于這個反應(yīng)是不可逆的,所以影像是良好的,然而涉及到影像的陰影和感熱性能仍存在間題,且產(chǎn)品價格較高。第16頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三熱敏紙的生產(chǎn)熱敏紙質(zhì)量的影響因素原紙質(zhì)量：纖維配比、打漿、加填、施膠、增強(qiáng)劑等。涂料質(zhì)量：無色染料，顯色劑，增感劑，膠黏劑，填料等。工藝流程對熱敏紙質(zhì)量也會有很大影響。第17頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三熱敏紙原紙要求平滑度高，透氣度低，不允許有針眼和濕強(qiáng)度要大。熱敏原紙主要技術(shù)指標(biāo)(參考)定量g/m，:45~50g/㎡厚度μm:56松厚度:1.4μm·㎡/g/m，濕抗張強(qiáng)度:0.438KN/m撕裂度:245mN抗張強(qiáng)度(MD):4.2KN/m撕裂度比:MD/CD50%平滑度(sheffield):光面20s不透明度%:85PH值:5.2~5.7水分:5.0一6.0第18頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三熱敏涂料：

是一種水溶性涂料，主要成份為染料、顯色劑和其它助劑。染料：無色染料，與電子受體相互作用，形成有色化合物。染料與顯色劑的電子互相交換，結(jié)果使染料從立體結(jié)構(gòu)變成平面結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)吸收可見光而產(chǎn)生很強(qiáng)的色澤。理論上：可將可將兩種或兩種以上的染料混在一起，以改善其成像的穩(wěn)定性。實(shí)際生產(chǎn)：采用一種染料，若采用兩種燃料混合不易控制染料的熔點(diǎn)，容易出現(xiàn)色澤差異現(xiàn)象。常用的染料：內(nèi)脂環(huán)類、內(nèi)酞胺環(huán)類、螺旋毗喃環(huán)類等第19頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三顯色劑顯色劑必須要滿足下述指標(biāo):(1)顯色劑必須使所采用的染料發(fā)色密度大且敏感性強(qiáng)。(2)在室溫下顯色劑不能與染料發(fā)生反應(yīng)而顯色。(3)在設(shè)定溫度下，顯色劑必須要有靈敏的熔點(diǎn)，這樣才能保證在設(shè)定溫度下發(fā)色快且密度大。(4)在設(shè)定溫度下，當(dāng)熱頭與顯色劑接觸時不允許發(fā)黑。(5)成像耐久性好。常見的顯色劑有:

對苯基苯酚、水楊酸、亞甲基雙萘酚、芳族磺酸、芳族硫化物、2，4一二經(jīng)基苯甲酸第20頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三其它助劑粘合劑:使涂料有良好的表面強(qiáng)度和印刷性能，粘合劑同時還在染料與顯色劑之間形成膠體保護(hù)膜，使兩者隔離以防過早發(fā)生反應(yīng)。常用：聚乙烯醇、羥乙基纖維素、淀粉、丁苯共聚物填料:提高紙張的不透明度，提高成像與底色的反差。常用：碳酸鈣、硅藻土、二氧化欽第21頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三敏化劑:其作用為增塑劑，可降低顯色劑熔點(diǎn)，進(jìn)而達(dá)到降低熱敏涂料反應(yīng)速度的效果。常用：對-芐基聯(lián)苯、脂族酸酞胺、對苯二甲酸二甲脂抗氧化劑:防止成像衰退。常用：MiximAO一30(高效化合酚)潤滑劑:一般為蠟性物質(zhì)，可用來防止熱頭粘污。常用：硬脂酸鋅硬脂酞胺第22頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三涂料的基本配比無色染料,占百分之幾,該染料的品種甚多,最常用的是熒烷化合物顯色劑,占20%以下,常用的有雙酚A、對羥基苯甲酸醋增感劑,占10%以下,如苯磺酸酞胺類化合物填料,占以50%下,常用的是碳酸鈣微粒膠粘劑,10%以下,如聚乙酸乙烯穩(wěn)定劑,占百分之幾,如對酞酸二苯酸潤滑劑,占百分之幾。第23頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三涂布

熱敏涂料屬非膠囊性涂料，可采用輥式、氣刀、刮刀、凹輥等任一涂布方式涂層結(jié)構(gòu)：第24頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三打底層：主要成分，瓷土或碳酸鈣及膠黏劑；具有隔離作用可減少熱敏涂層有效成分的使用量，降低成本。頂涂：有保護(hù)作用，是熱敏紙具有一定的憎水、憎油性。背涂：可控制卷曲、防滲透和消除記錄過程中產(chǎn)生的靜電和塵埃，背涂涂料一般含膠粘劑和抗靜電劑等，12底涂熱敏層涂布頂涂背涂原紙卷取涂布熱敏紙的涂布過程第25頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三注意：干燥溫度不易掌握，過高會造成顯色，一般采用氣流干燥，且分多個干燥區(qū)干燥壓光整飾時壓力也不能太大，否則易引起發(fā)色23熱敏紙的壓光過程壓光第26頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三生產(chǎn)工藝流程卷取烘缸再濕氣浮干燥箱涂布頭自動接紙器原紙卷退紙器壓光第27頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三幾種新型熱敏紙雙色熱敏紙：由Appleton紙業(yè)公司開發(fā)，熱顯影后能產(chǎn)生兩種不同顏色的熱敏紙。雙色熱敏紙結(jié)構(gòu)低熔點(diǎn)感熱層高熔點(diǎn)感熱層紙基第28頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三帶清除層的雙色熱敏紙結(jié)構(gòu)圖低熔點(diǎn)感熱層高熔點(diǎn)感熱層紙基清除層第29頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三PTM紙：

針對普通熱敏紙的缺點(diǎn)，如表面易擦傷，圖像易被油、洗滌劑等模糊。開發(fā)的一種熱敏紙，由三層組成:感熱層、底層和紙基。感熱層中加入大量有機(jī)染料和有利于油墨凝固的化學(xué)物質(zhì)，具有抗擦傷和抗污染能力。底層中加入油性染料吸收劑，預(yù)防了熱頭能量損耗，提高圖像穩(wěn)定性。第30頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三理光熱敏紙由日本理光株式會社開發(fā)的一種高保存性熱敏紙。理光熱敏紙具有：高保存性；高打印感度性；無需碳帶，可直接打印標(biāo)簽；環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。打印發(fā)色高感度化（短時間大量打印、打印機(jī)小型化、低成本化）打印圖像高清晰化打印圖像的高保存性（部分型號保存時間最長為10年，達(dá)到發(fā)票保存年限要求）空白部分的高保存性打印頭匹配性的高性能化（小型化、節(jié)能化打印機(jī)，使用普通熱敏打印機(jī)）

第31頁，共33頁，2023年，2月20日，星期三彩色熱敏紙：