发展中的无碳复写纸2

发展中的无碳复写纸2 发展中的无碳复写纸 广西大学 摘要:无碳复写纸是利用无碳复写纸原纸,经特殊涂布加工而成的特种纸。本文介绍了无 碳复写纸的用途、显色原理, 影响因素，及生产方法，着重指出生产加工过程中的常见问 及其解决方法 关键词: 无碳复写纸;涂布原纸; 涂料; 微胶囊 无碳复写纸,又称为压感复写纸或力敏复写纸。它是利用无碳复写纸原纸,经特殊涂布加工而成的特种纸,它的外观与一般的纸张没有任何差异,但它是一种隐色复写纸,具有直接复写、直接显色的功能,它不象一般复写纸那样,借助压力间接的通过染色物质的转移达到复印效果,而是利用压敏作用和电子供予性的无色染料与电子接受性的酸性显色材料之间的化学发色原理,直接接触显色,达到复印记录的目的。 1 无碳复写纸的用途 无碳复写纸主要用于电脑打印,包括发票、电脑票据、连续记录等;手工写,包括手工发票、普通票据等常用联单。它解决了传统复写纸使用中的污染和麻烦,使书写或打印一次完成。从产品品种来看,可分为高、中、低三个档次,高档纸主要用在像增值税发票等连续打印, 且对显色和污染要求较高的行业,中档纸主要用在普通电脑连续打印、书写要求较高的票据,低档纸在普通票据中使用尤为广泛。经过近几年的发展,全国的年产销量在二十万吨左右,基本达到了产销平衡,预计在今后几年,此产品还会有一个比较大的发展空间。 2 无碳复写纸的发色原理 涂布在纸上的成色剂,或称生色剂、发色剂,是特殊的无色染料,已溶解于低挥发性载体油,用微胶囊包封起来,当笔写或打印施加压力于无碳复写纸时,受压处微胶囊破裂,囊里的无色染料溢出,与显色剂接触发生反应而显色成像。 在上纸、中纸的背面涂层涂有CB 涂料,CB 涂料中的主要材料是微胶囊,胶囊中含有以二芳基乙烷为载体的结晶紫内酯(简称CVL) 。在中纸和下纸的正面涂层,涂有CF 涂料,CF 涂料中的主要成分为以酚醛树脂或锌类物质,或酚醛树脂与水杨酸锌接枝共聚所产生的聚合物。 当涂有不同材料的纸面相互接触时,并不会发生显色反应,只有在打印或书写时,微胶囊受外力作用,囊壁发生破裂,囊中含有CVL 的二芳基乙烷流动到涂有显色树脂的涂层时,发色物质与显色物质才会发生反应而显色,从而产生字迹。 3 无碳复写纸的生产方法 无碳复写纸的生产方法分为自载型和偶合型两种，自载型的无碳复写纸可分为涂布的复合无碳复写纸和非涂布的复合无碳复写纸。涂布的复合无碳复写纸是在同一纸面上，涂上以 层显色剂层，上面再涂一层发色的微胶囊层，当其上面的普通纸受压时，即在涂层上显色;而非涂布的复合无碳复写纸是把发色的微胶囊和 显色剂在纸机抄纸时混入纸浆中而成为纸中的成份，纸页一旦受压即能显色，但这时显出的颜色会沿着纸的横截面透出，页就是在背面有时也会有色迹。 偶合型的无碳复写纸是种化学反应型的涂布加工纸。一般由上纸(CB)\中纸(CFB)下纸(CF) 三种纸页组成，配合使用，上纸是在纸 的背面涂以微胶囊涂料而成，下纸是在纸的正面涂上显色层涂料而成，中纸是正面涂显色涂料，背面涂微胶囊涂料而制成的，目前国内外生产的无碳复写纸以偶合型为主 4 无碳复写纸的影响因素 4.1 原纸的影响 生产无碳复写纸要求原纸定量在满足工艺要求的前提下尽量低一点。涂布是正反两面涂布,透气度过大,则两种涂料 渗透接触的可能性大,可引起自显色而污染纸面。同时,原纸纸面要平整,不能有皱褶,纸幅均匀度要高。 4.2 涂料的影响 涂料中微胶囊的大小、形状和膜的强度是最重要的因素。从受力情况看, 圆形的胶囊最好,囊膜强度大,虽然在涂布加工等过程中不易破坏,方便加工,但成纸后复写的层数则减少。囊膜强度小,结果相反。生产中要通过合理地调节囊膜厚度解决这对矛盾。 4.3 涂布过程的影响 涂料中的微囊是不能受较强外力作用的,因此工艺中采用气刀涂布机。涂布机内不能有外加压力装置,纸在涂布、干燥、卷取时,纸页不应通过有压力的夹辊,应用无托辊方式。 4.4 干燥温度的影响 干燥温度应控制在力敏色素油的汽化、分解温度下,否则涂层的干燥温度过高,超过油溶液的汽化温度时,色素油中的溶剂汽化使微囊内部压力增大,冲破囊膜而飞失,使力敏色素失去载体,无法与显色剂接触,显色作用消失。 5 无碳复写纸生产中的常见问题及解决方法 无碳复写纸在生产和使用过程中经常会出现一些问题, 主要有: CFB 纸的显色纸病、成品纸的掉毛掉粉及涂布不均匀现象等, 生产过程中应采取一些有效加以解决。 5 .1 CFB纸的显色纸病及解决方法 CFB 纸背面的CB 涂料与CF 涂料起化学作用而显色的是微胶囊中的无色染料。在压力作用下, 微胶囊破裂, 里面的无色染料溢出, 与显色剂发生化学反应形成图案和文字。如果在生产、运输过程中发生显色, 则被称为显色纸病。显色纸病轻则影响观质量, 重则影响使用性能。CFB 纸显色问题的影响因素有原纸、CB 涂料、涂布生产工艺及分切加工过程。依据生产实际, 针对不同的影响因素，CFB 纸的显色纸病主要有以下解决方法。 5.1.1选择伸缩性小、隔离性能强的原纸 原纸的伸缩性不能过大, 横向润湿伸长率和风干收缩率之和以不超过2 %为宜, 以避免微胶囊移位造成显色纸病。无碳复写纸原纸不允许存在破洞、大量针眼、透帘等严重影响原纸隔离性能的外观纸病。 5.1.2选择性能优异的微胶囊、间隔剂及合理的配方 微胶囊对无碳复写纸的质量具有关键的影响, 实际生产中, 微胶囊的粒径控制在3,8μm、间隔剂粒径在15,25μm 为宜, 且要求两者粒径均匀, 微胶囊和间隔剂的含量依CB 涂料的配方而定。 5.1.3严格认真操作 在CB 涂料的涂布过程中要避免存在线压, 为保证CFB 纸的两面质量, 应先涂布CF 面再涂布CB 面。涂布头的操作工要时时留意上料情况, 调节上料辊和背辊的间隙及留边档板位置适 当。当上料较稳定时可适当地将边调节得小一些, 以提高成纸率, 当上料不稳定时要将边调节得稍大一些, 以避免溅料显色影响产品质量。另外要时常清理涂布头各辊两侧的积料,防止发生溅料。必须留意CF 纸的质量, 不允许使用溅料严重的CF 纸涂CFB 纸, 以避免不必要的损失。 5.1.4加工过程的控制 利用统计技术将分切加工过程中的各种分切参数及分切效果进行整理汇总, 找出最适宜的参数范围。一般而言, 分切卷筒纸初时应加大卷取引力而减小卷取松紧差, 可以改善卷取时因速度差而造成的显色纸病。分切平板纸时, 若更换品种, 必须先将刀室清理干净, 以避免横切刀上黏有的料点在分切异种纸时飞溅出来引起显色。 5.2 掉毛掉粉现象及采取的措施 掉毛是指原纸的表面强度差, 纤维间结合力不足, 在印刷过程中油墨把纸面某些局部黏落下来; 掉粉则是指纸张在机械作用的影响下, 从纸面或边缘脱落下细小纤维碎屑、颜料颗粒等粉尘.产生掉毛掉粉的原因主要有: 原纸的质量、涂料层胶黏剂的用量不足、粉状显色剂用量多、颜料分散不均匀且涂料中含有杂质、涂布加工过程中的干燥温度曲线控制不当从而影响涂层强度、压光压力不足导致纸平滑度低、印刷速度的提高及使用黏度大的油墨也会加大纸张的掉毛掉粉。依据掉毛掉粉的原因不同, 采用如下措施加以解决。 5.2.1 选择表面强度高的原纸 实践证明, 进口或国内优质原纸的表面强度明显于国产低档原纸, 但由于进口或国内优质原纸价格较高, 造成加工成本高。对表面强度相对较差的国产低档原纸, 可采取调节胶黏剂用量的方法来提高涂布纸的表面强度。 5.2.2 适当调节涂料中胶黏剂的用量 胶黏剂的用量和种类直接影响涂布纸的表面强, 如果掉粉只是涂料层从纸表面脱落, 可以通过增加涂料中胶黏剂的用量来消除。 5.2.3 提高纸张的平滑度 纸张的掉粉在一定程度上决定于涂层压实的程度和表面平滑度, 表面疏松且粗糙的纸比紧密且光滑的纸更容易掉粉。通过增大压光压力, 控制纸页入烫平缸的水分来提高成品纸的平滑度, 防止掉粉。 5.2.4 选择合适的颜料及显色剂 涂料中的颜料种类、粒径等的差异, 对胶黏剂的需要量也不同。要选择合适的颜料与胶黏剂比值、使用部分活性白土作显色剂、需要较多的胶黏剂用量、调整酚醛树脂或烷基水杨酸锌树脂在涂料配方中的含量可以减少纸页的掉毛掉粉现象。 5.2.5合理控制干燥曲线 通常, 涂布纸的强干燥可能造成涂料中的胶黏剂大量迁移到涂层表面或被带入原纸内部, 使颜料粒子之间得不到足够胶黏剂的黏结, 导致涂层强度低。另一方面, 过度干燥的纸张在摩擦的作用下容易带静电, 这种电荷有助于使纸毛留在纸页上, 在印刷过程中或电荷消除时从纸面脱落下来。故在生产实践中应选用合理的干燥曲线。 5.3 涂布不均匀现象及解决方法 涂布不均匀是指原纸在涂布过程中受到某种因素的影响, 造成纸页涂布面局部涂料稀少, 严重的地方接近漏涂, 几乎不能显色或显色很淡, 从而使成品纸丧失复写功能。在实际生产中要采取如下措施。 5.3.1选择具有优良亲水性的施涂辊. 施涂辊的亲水性能对涂布工艺十分重要, 选择性能优异的施涂辊材质并及时更换施涂辊, 可使涂料在辊表面的成膜性大为改善, 同时改善成纸质量。 5.3.2 及时检查、更换空气冷却器疏水阀与冷凝水排放管路 由于压缩空气中的冷凝水喷到纸面上, 也会形成“涂布不均匀”。经检查, 空气冷却器疏水阀及冷凝水排放管路的确存在问题, 生产时调整了疏水阀、疏通了冷凝水排放管路, 使空气中的冷凝水顺利排出。 5.3.3 在涂料输送管路上增加筛料系统 针对涂料中含有的杂质及气泡, 对涂料输送流程进行改造, 在工作罐与工作盘之间增加了筛料系统,筛选出了混在涂料中的杂质及间隔剂粗粒, 提高了涂料的质量, 改善了涂料的成膜性。 5.3.4 取消计量辊刮刀 由于CB 涂料的黏度比较低, 且触变性比较大,导致CB 涂料在施涂辊上形成的料膜厚度偏小, 在高速运转时, 容易破裂, 当计量辊不用刮刀时, 由于计量辊的计量作用受到削弱, 故CB 涂料在施涂辊表面可以形成比较厚的料膜, 即使在高速运转时, 料膜也合理、适宜的辊筒间隙、速度比与擦拭比对无碳复写纸质量有极为重要的影响。 6 结 语 随着社会的发展和生活水平的提高, 无碳复写纸的应用将会越来越广泛, 同时对其质量要求也越来越高。生产优质的无碳复写纸除应使用优质的涂布原纸外, CB 涂料、CF 涂料各组分的选择、配比也十分重要。只有重视CB 和CF 涂料的开发应用, 优化CB 涂料和CF 涂料配方, 并在生产过程中精心操作, 才能生产出高质量的无碳复写纸。 参考文献 1 韩金梅 ,赵 超 ,李 鹏 发展中的无碳复写纸 山东轻工业学院学报 Vol . 20 No. 1 2 冼少娟,程大林 无碳复写纸的掉粉、掉毛纸病及其防治 《广东造纸》1998. No. 6 3 丁新元 无碳复写纸生产中几个技术问题 《中华纸业》第26卷 第3期 2005年3月 4卜念珍 无碳复写纸的发展和技术进步 《中华纸业》第21卷 第6期 2000年6月 5 董元锋,刘温霞,蒋秀梅 无碳复写纸的生产及其常见问题 国际造纸 2006年第25卷 3期 6 王际德 无碳复写纸的生产和发展 《广东造纸》 1998. No. 6 7. 刘映尧,陈港,唐爱民,张宏伟,谢国辉 影响无碳复写纸质量的因素 《中国造纸》2004 年 第23 卷第11 期 Abstract :The paper primarily introduces purpose ,displaying colour principle , principle, Influencing factor，common problem in processing process and their solution Key words : carbonless paper; coating base ; coatings ; micro - capsule