如何生产一张好的热敏纸如何生产一张好的热敏纸 吴祥娇2021/3/241授课：XXX形形色色的热敏纸形形色色的热敏纸2021/3/242授课：XXX热敏纸的概述热敏纸的概述n n热敏纸又被称为热敏热敏纸又被称为热敏传真纸传真纸、热敏记录纸、热敏、热敏记录纸、热敏复印纸，在台湾则叫做感热复印纸，在台湾则叫做感热复写纸复写纸。热敏纸是一。热敏纸是一种加工纸，其种加工纸，其制造原理制造原理制造原理制造原理就是在优质的原纸上涂布就是在优质的原纸上涂布一层一层“ “热敏涂料热敏涂料” ”（热敏变色层）。（热敏变色层）。n n热敏变色层包括：热敏变色层包括：n n显色剂约占显色剂约占20%20%以下，常用的有双酚、对羟基苯甲酸；以下，常用的有双酚、对羟基苯甲酸；n n增感剂约占增感剂约占10%10%以下，其中含有苯磺酸酰胺类化合物；以下，其中含有苯磺酸酰胺类化合物；n n填料约占填料约占50%50%以下，常用的有碳酸钙（微粒）；以下，常用的有碳酸钙（微粒）；n n胶黏剂约占胶黏剂约占10%10%以下，如聚乙酸乙烯；以下，如聚乙酸乙烯；n n稳定剂，如对酞酸二苯酰；润滑剂等稳定剂，如对酞酸二苯酰；润滑剂等 2021/3/243授课：XXXn n热敏纸的发展过程n n19641964年年NRCNRC公司早期开发的热敏纸其发色温度高，公司早期开发的热敏纸其发色温度高，只用于军事记录。只用于军事记录。n n19701970年始，应用涉及到图标记录、计算机和打印机；年始，应用涉及到图标记录、计算机和打印机；n n19801980年后得到更大发展，广泛应用于传真纸，及条年后得到更大发展，广泛应用于传真纸，及条码标签领域，后来由进展到红外扫描签而用于收银码标签领域，后来由进展到红外扫描签而用于收银机等，再后来又发展了一种将热敏涂料施涂于合成机等，再后来又发展了一种将热敏涂料施涂于合成基底材料而用于医疗检测图像记录。基底材料而用于医疗检测图像记录。2021/3/244授课：XXXn n热敏纸的发展特点n n记录速度大大加快：原来是每秒记录速度大大加快：原来是每秒3737个字符个字符, , 现在可达现在可达到到100120100120个字符个字符n n图像分辨率明显提高：原来是每毫米为图像分辨率明显提高：原来是每毫米为4848线线, , 现在可现在可达到达到2020线线n n保持期从几个月延长到几年保持期从几个月延长到几年n n成本降低成本降低, , 纸的售价便宜了一半以上。纸的售价便宜了一半以上。2021/3/245授课：XXX热敏纸的用途热敏纸的用途 传真机通讯传真机通讯, , 医疗、记测系统如心电图机、热工仪表医疗、记测系统如心电图机、热工仪表, ,计算机联网终端打计算机联网终端打印印, , 商标、签码（商标、签码（POSPOS）等。）等。2021/3/246授课：XXXn n热敏纸的发色原理热敏纸的发色原理 当传真机接收外来的电讯号后便激发电子束，使与热敏纸纸面当传真机接收外来的电讯号后便激发电子束，使与热敏纸纸面接触的接触的“ “热头热头” ”迅速升温，在某个特定的温度区域内诱导热敏变迅速升温，在某个特定的温度区域内诱导热敏变色层发生化学变化，于是促成无色染料分子中的内酯环断开，色层发生化学变化，于是促成无色染料分子中的内酯环断开，引起电子迁移生成醌型结构，出现了发色基团，此时纸面上立引起电子迁移生成醌型结构，出现了发色基团，此时纸面上立即显出清晰的文字和图像。即显出清晰的文字和图像。n n热敏纸的保存热敏纸的保存 在在3535和相对湿度（和相对湿度（RHRH）为）为85%85%的情况下至少能保存的情况下至少能保存1818个月，个月，但必须避免与化学药品接触和不受日光的直接照射。但必须避免与化学药品接触和不受日光的直接照射。2021/3/247授课：XXX热敏纸的分类热敏纸的分类电极热转移热头热转移升华热转移热敏纸热敏纸物物理理型型热热敏敏纸纸热转移型记录体系化化学学型型热热敏敏纸纸双组份型记录体系赘合型隐色型重氮型AF 型热敏记录体系2021/3/248授课：XXX2021/3/249授课：XXXn物理型热敏纸物理型热敏纸 熔融透明型热敏记录纸，采用熔融透明化原理，即在黑色熔融透明型热敏记录纸，采用熔融透明化原理，即在黑色基基 底纸上，涂布一层不透明的蜡作表面层，经热笔作用。底纸上，涂布一层不透明的蜡作表面层，经热笔作用。使不透明的蜡状材料熔融透明化，基纸底层的颜色显使不透明的蜡状材料熔融透明化，基纸底层的颜色显 露出露出来而构成图像。来而构成图像。 缺点缺点：热敏记录纸表面的不透明蜡层，容易被机械硬韧碰划而在不必要时显露出下面的着色层，并且记录温度较高，记录针易磨损。2021/3/2410授课：XXXn n热转移体系热转移体系 热转移是一种较普通的应用体系，热转移是一种较普通的应用体系， 可在普通纸上打印彩色图像。可在普通纸上打印彩色图像。它的关键技术是打印机它的关键技术是打印机, , 热转移打印机使用多色带热转移打印机使用多色带, , 色带由浸有色带由浸有柒料的蜡构成柒料的蜡构成, , 加热的针头冲击色带后蜡被熔掉加热的针头冲击色带后蜡被熔掉, , 染料就转移到染料就转移到纸上纸上, , 通过熔化不同量的品、青、黄色柒料形成彩色影像。较高通过熔化不同量的品、青、黄色柒料形成彩色影像。较高质量的彩色影像可通过升华转移打印得到质量的彩色影像可通过升华转移打印得到, , 它需要热染料升华打它需要热染料升华打印机印机, , 工作原理是使用很多微小加热器件工作原理是使用很多微小加热器件, , 使其与色带接触使其与色带接触, , 用以用以控制色带释放柒料的多少。控制色带释放柒料的多少。2021/3/2411授课：XXXn n化学型热敏纸化学型热敏纸n n双组分金属化台物发色热敏记录纸双组分金属化台物发色热敏记录纸 这种双组分金屑化合物发色的热敏记录纸是基于脂肪酸的重这种双组分金屑化合物发色的热敏记录纸是基于脂肪酸的重金屑盐和还原剂金屑盐和还原剂( (苯醚类苯醚类) )共同混合，利用加热升温使脂肪酸共同混合，利用加热升温使脂肪酸盐熔融和还原剂反应，使重金属还原而游离显色。盐熔融和还原剂反应，使重金属还原而游离显色。2021/3/2412授课：XXXn n无色染料的双组分热敏记录纸无色染料的双组分热敏记录纸 利用染料发色的热敏记录纸，是基于含有内酯环的无色染料与利用染料发色的热敏记录纸，是基于含有内酯环的无色染料与显色刑混合，在热的作用下溶点低的（通常是显色剂）先熔显色刑混合，在热的作用下溶点低的（通常是显色剂）先熔化，二者发生反应，无色染料的内配环开裂而发色的原理。化，二者发生反应，无色染料的内配环开裂而发色的原理。无色染料型热敏纸的结构2021/3/2413授课：XXX2021/3/2414授课：XXXn n双组分体系双组分体系n n金属赘合物型热敏纸金属赘合物型热敏纸 1950 1950 年美国年美国3M3M公司利用金属鳌合物制成了热敏纸。它所形公司利用金属鳌合物制成了热敏纸。它所形成的影像是通过鳌合反应得到的成的影像是通过鳌合反应得到的, , 因此非常稳定因此非常稳定, , 但反应的感但反应的感热性能低热性能低, ,最大优点是赘合染料吸收波长可到红外区最大优点是赘合染料吸收波长可到红外区, , 所以此所以此类鳌合型热敏纸可通过条型码扫描读出。类鳌合型热敏纸可通过条型码扫描读出。n n隐色型热敏纸隐色型热敏纸 1960 1960年年, NRC, NRC开发了隐色染料型热敏纸。这种热敏纸的结构开发了隐色染料型热敏纸。这种热敏纸的结构是在支持体上涂含隐色染料和苯酚的无色敏感层。后来是在支持体上涂含隐色染料和苯酚的无色敏感层。后来, , 人人们又用氟化合物作染料们又用氟化合物作染料, , 苯酚化合物作显影剂苯酚化合物作显影剂, , 且在敏感层中且在敏感层中加入熔点约加入熔点约100 100 的感热剂的感热剂, , 得到高感性能纸。现在这种隐得到高感性能纸。现在这种隐色染料型热敏纸得到广泛的应用。色染料型热敏纸得到广泛的应用。2021/3/2415授课：XXXn n重氮型热敏纸重氮型热敏纸 重氮型热敏纸就是在纸上涂感热层重氮型热敏纸就是在纸上涂感热层, , 感热层含有疏水重氮化合物、感热层含有疏水重氮化合物、偶合剂、酸性稳定剂以及一种可在较高温度一般大于偶合剂、酸性稳定剂以及一种可在较高温度一般大于100 100 时时生成碱性气氛的物质。加热时生成碱性气氛的物质。加热时, , 碱性气氛一形成碱性气氛一形成, , 重氮化合物就重氮化合物就与偶合剂反应生成偶氮染料与偶合剂反应生成偶氮染料, ,然后用定影灯曝光然后用定影灯曝光, , 分解未反应的分解未反应的重氮化合物重氮化合物, ,生成稳定影像。生成稳定影像。n nAFAF热敏纸热敏纸 AF AF热敏纸是由日本三菱制纸公司开发的热敏纸是由日本三菱制纸公司开发的, , 它是通过亚氮化合物它是通过亚氮化合物和异氰酸化合物反应生成有机染料而形成影像。由于这个反应和异氰酸化合物反应生成有机染料而形成影像。由于这个反应是不可逆的是不可逆的, , 所以影像是良好的所以影像是良好的, , 然而涉及到影像的阴影和感热然而涉及到影像的阴影和感热性能仍存在间题性能仍存在间题, , 且产品价格较高。且产品价格较高。2021/3/2416授课：XXX热敏纸的生产热敏纸的生产n n热敏纸质量的影响因素热敏纸质量的影响因素n n原纸质量：纤维配比、打浆、加填、施胶、增强剂等。原纸质量：纤维配比、打浆、加填、施胶、增强剂等。n n涂料质量：无色染料，显色剂，增感剂，胶黏剂，填涂料质量：无色染料，显色剂，增感剂，胶黏剂，填料等。料等。n n工艺流程对热敏纸质量也会有很大影响。工艺流程对热敏纸质量也会有很大影响。2021/3/2417授课：XXXn n热敏纸原纸热敏纸原纸要求平滑度高，透气度低，不允许有针眼和湿强度要大。要求平滑度高，透气度低，不允许有针眼和湿强度要大。n n热敏原纸主要技术指标热敏原纸主要技术指标( (参考参考) )定量定量g/mg/m，:4550g/:4550g/ 厚度厚度m:56m:56松厚度松厚度:1.4 m:1.4 m/g/m/g/m， 湿抗张强度湿抗张强度:0.438 KN/m:0.438 KN/m撕裂度撕裂度:245mN :245mN 抗张强度抗张强度(MD) :4.2 KN/m(MD) :4.2 KN/m撕裂度比撕裂度比:MD/CD50% :MD/CD50% 平滑度平滑度(sheffield):(sheffield):光面光面20 s 20 s 不透明度不透明度%:85 PH%:85 PH值值:5.25.7 :5.25.7 水分水分:5.0:5.0一一6.06.02021/3/2418授课：XXXn n热敏涂料热敏涂料： 是一种水溶性涂料，主要成份为染料、显色剂和其它助剂。是一种水溶性涂料，主要成份为染料、显色剂和其它助剂。n n染料：染料：无色染料，与电子受体相互作用，形成有色化合物。染无色染料，与电子受体相互作用，形成有色化合物。染料与显色剂的电子互相交换，结果使染料从立体结构变成平面料与显色剂的电子互相交换，结果使染料从立体结构变成平面结构，这种结构吸收可见光而产生很强的色泽。结构，这种结构吸收可见光而产生很强的色泽。n n 理论上：可将可将两种或两种以上的染料混在一起，以改理论上：可将可将两种或两种以上的染料混在一起，以改善其成像的稳定性。善其成像的稳定性。n n实际生产：采用一种染料，若采用两种燃料混合不易控制染实际生产：采用一种染料，若采用两种燃料混合不易控制染料的熔点，容易出现色泽差异现象。料的熔点，容易出现色泽差异现象。常用的染料：内脂环类、内酞胺环类、螺旋毗喃环类等常用的染料：内脂环类、内酞胺环类、螺旋毗喃环类等2021/3/2419授课：XXXn n显色剂显色剂n n显色剂必须要满足下述指标显色剂必须要满足下述指标: :(1)(1)显色剂必须使所采用的染料发色密度大且敏感性强。显色剂必须使所采用的染料发色密度大且敏感性强。(2)(2)在室温下显色剂不能与染料发生反应而显色。在室温下显色剂不能与染料发生反应而显色。(3)(3)在设定温度下，显色剂必须要有灵敏的熔点，这样才能保证在在设定温度下，显色剂必须要有灵敏的熔点，这样才能保证在设定温度下发色快且密度大。设定温度下发色快且密度大。(4)(4)在设定温度下，当热头与显色剂接触时不允许发黑。在设定温度下，当热头与显色剂接触时不允许发黑。(5)(5)成像耐久性好。成像耐久性好。n n常见的显色剂有常见的显色剂有: : 对苯基苯酚、水杨酸、亚甲基双萘酚、芳族磺酸、芳族硫化物、对苯基苯酚、水杨酸、亚甲基双萘酚、芳族磺酸、芳族硫化物、2 2，4 4一二经基苯甲酸一二经基苯甲酸2021/3/2420授课：XXXn n其它助剂n n粘合剂粘合剂: : 使涂料有良好的表面强度和印刷性能，粘合剂同使涂料有良好的表面强度和印刷性能，粘合剂同时还在染料与显色剂之间形成胶体保护膜，使两者隔离时还在染料与显色剂之间形成胶体保护膜，使两者隔离以防过早发生反应。以防过早发生反应。 常用常用 ：聚乙烯醇、羟乙基纤维素、淀粉、丁苯共聚物：聚乙烯醇、羟乙基纤维素、淀粉、丁苯共聚物n n填料填料: : 提高纸张的不透明度，提高成像与底色的反差。提高纸张的不透明度，提高成像与底色的反差。 常用：碳酸钙、硅藻土、二氧化钦常用：碳酸钙、硅藻土、二氧化钦2021/3/2421授课：XXXn n敏化剂敏化剂: : 其作用为增塑剂，可降低显色剂熔点，进而达到降低热其作用为增塑剂，可降低显色剂熔点，进而达到降低热敏涂料反应速度的效果。敏涂料反应速度的效果。 常用：对常用：对- -苄基联苯、脂族酸酞胺、对苯二甲酸二甲脂苄基联苯、脂族酸酞胺、对苯二甲酸二甲脂n n抗氧化剂抗氧化剂: : 防止成像衰退。防止成像衰退。 常用：常用：MiximAOMiximAO一一30(30(高效化合酚高效化合酚) )n n润滑剂润滑剂: : 一般为蜡性物质，可用来防止热头粘污。一般为蜡性物质，可用来防止热头粘污。 常用：硬脂酸锌硬脂酞胺常用：硬脂酸锌硬脂酞胺2021/3/2422授课：XXXn n涂料的基本配比涂料的基本配比1. 1.无色染料无色染料, , 占百分之几占百分之几, , 该染料的品种甚多该染料的品种甚多, , 最常用的是荧最常用的是荧烷化合物烷化合物2. 2.显色剂显色剂, , 占占20%20%以下以下, , 常用的有双酚常用的有双酚A A、对羟基苯甲酸醋、对羟基苯甲酸醋3. 3.增感剂增感剂, , 占占10%10%以下以下, , 如苯磺酸酞胺类化合物如苯磺酸酞胺类化合物4. 4.填料填料, , 占以占以50%50%下下, , 常用的是碳酸钙微粒常用的是碳酸钙微粒5. 5.胶粘剂胶粘剂, 10%, 10%以下以下, , 如聚乙酸乙烯如聚乙酸乙烯6. 6.稳定剂稳定剂, ,占百分之几占百分之几, , 如对酞酸二苯酸如对酞酸二苯酸7. 7.润滑剂润滑剂, , 占百分之几。占百分之几。2021/3/2423授课：XXXn n涂布涂布 热敏涂料属非胶囊性涂料，可采用辊式、气刀、刮刀、凹辊热敏涂料属非胶囊性涂料，可采用辊式、气刀、刮刀、凹辊等任一涂布方式等任一涂布方式n n涂层结构：涂层结构：2021/3/2424授课：XXXn n打底层：主要成分，瓷土或碳酸钙及胶黏剂；具有隔离作用可打底层：主要成分，瓷土或碳酸钙及胶黏剂；具有隔离作用可减少热敏涂层有效成分的使用量，降低成本。减少热敏涂层有效成分的使用量，降低成本。n n顶涂：有保护作用，是热敏纸具有一定的憎水、憎油性。顶涂：有保护作用，是热敏纸具有一定的憎水、憎油性。n n背涂：可控制卷曲、防渗透和消除记录过程中产生的静电和尘背涂：可控制卷曲、防渗透和消除记录过程中产生的静电和尘埃，背涂涂料一般含胶粘剂和抗静电剂等，埃，背涂涂料一般含胶粘剂和抗静电剂等，12底涂热敏层涂布顶涂背涂原纸卷取涂布涂布热敏纸的涂布过程2021/3/2425授课：XXX注意：注意：n n干燥温度不易掌握，过高会造成显色，一般采用气流干燥，且分干燥温度不易掌握，过高会造成显色，一般采用气流干燥，且分多个干燥区干燥多个干燥区干燥n n压光整饰时压力也不能太大，否则易引起发色压光整饰时压力也不能太大，否则易引起发色23热敏纸的压光过程压光2021/3/2426授课：XXX生产工艺流程卷取烘缸再湿气浮干燥箱涂布头自动接纸器原纸卷退纸器压光2021/3/2427授课：XXX几种新型热敏纸几种新型热敏纸n n双色热敏纸：由Appleton纸业公司开发， 热显影后能产生两种不同颜色的热敏纸。 双色热敏纸结构低熔点感热层高熔点感热层纸基2021/3/2428授课：XXX带清除层的双色热敏纸结构图低熔点感热层高熔点感热层纸基清除层2021/3/2429授课：XXXn nPTMPTM纸：纸： 针对普通热敏纸的缺点，如表面易擦伤，图像易被油、洗涤剂等针对普通热敏纸的缺点，如表面易擦伤，图像易被油、洗涤剂等模糊。开发的一种热敏纸，由三层组成模糊。开发的一种热敏纸，由三层组成: :感热层、底层和纸基。感热层、底层和纸基。n n感热层中加入大量有机染料和有利于油墨凝固的化学物质，感热层中加入大量有机染料和有利于油墨凝固的化学物质，具有抗擦伤和抗污染能力。具有抗擦伤和抗污染能力。n n底层中加入油性染料吸收剂，预防了热头能量损耗，提高图底层中加入油性染料吸收剂，预防了热头能量损耗，提高图像稳定性。像稳定性。2021/3/2430授课：XXXn n理光热敏纸理光热敏纸n n由日本理光株式会社由日本理光株式会社 开发的一种高保存性热敏纸。开发的一种高保存性热敏纸。n n理光热敏纸具有：高保存性；高打印感度性；无需碳带，可理光热敏纸具有：高保存性；高打印感度性；无需碳带，可直接打印标签；环保等优点。直接打印标签；环保等优点。1. 1.打印发色高感度化（短时间大量打印、打印机小型化、低成打印发色高感度化（短时间大量打印、打印机小型化、低成本化）本化）2. 2.打印图像高清晰化打印图像高清晰化3. 3.打印图像的高保存性（部分型号保存时间最长为打印图像的高保存性（部分型号保存时间最长为1010年，达到年，达到发票保存年限要求）发票保存年限要求）4. 4.空白部分的高保存性空白部分的高保存性5. 5.打印头匹配性的高性能化（小型化、节能化打印机，使用普打印头匹配性的高性能化（小型化、节能化打印机，使用普通热敏打印机）通热敏打印机）2021/3/2431授课：XXXn n彩色热敏纸：彩色热敏纸： 由日本富士马真胶片公司开发，只通过热的作用产生所有颜色由日本富士马真胶片公司开发，只通过热的作用产生所有颜色的打印纸。将发色剂放入微胶囊中，然后将其涂布于纸的表面的打印纸。将发色剂放入微胶囊中，然后将其涂布于纸的表面而制成。当热头接触彩色热敏纸，胶囊随即破裂，依据不同热而制成。当热头接触彩色热敏纸，胶囊随即破裂，依据不同热量而产生黄色、紫红色、深红色。量而产生黄色、紫红色、深红色。n n转印热敏纸转印热敏纸 是一套纸的重合，在原纸之背后涂一层特殊油墨，再垫一张白是一套纸的重合，在原纸之背后涂一层特殊油墨，再垫一张白纸（表面平滑，吸附性高），当热头接触纸面，油墨融化，转纸（表面平滑，吸附性高），当热头接触纸面，油墨融化，转印到白纸上。这种热敏记录方式可促成在传真机上直接使用普印到白纸上。这种热敏记录方式可促成在传真机上直接使用普通纸而不必使用热敏纸。通纸而不必使用热敏纸。2021/3/2432授课：XXX谢谢！2021/3/2433授课：XXXThank you!2021/3/2434