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目录：信息特种纸:热敏纸的定义及用途热敏纸的分类化学型热敏记录纸热敏纸的生产技术涂层结构与工艺步骤热敏涂料及其化学品热敏涂料配方和涂料制备工艺热敏记录纸的质量要求对热敏纸的展望及今后的研究课题静电复印纸的生产工艺喷墨打印专用纸的原纸及涂料随着社会经济、高新技术的飞速发展，信息传递与交流十分频繁。传真机、打印机、复印机等是办公不可少的“三大件”。这些现代化设备需要使用相应的记录纸，比如热敏纸、喷墨打印纸、复印纸等，它们都属于信息特种纸的范畴。★信息特种纸:热敏纸★热敏纸的定义及用途所谓热敏纸是指涂布了含有成色材料经热信号激励而自身显色的信息记录纸。也就是说，热敏纸是在纸的表面给予能量（热能），使物质（显色剂）发生物理或化学性质变化而得到图像的一种特殊的涂布加工纸。热敏纸是随着传真机在全世界的普及而讯速发展起来的，但由于电子通讯事业的发展，热敏纸不仅以传真纸形式普及于个人家庭，更出现在商业、超市、银行、医院、机场等各个领域。其用途日趋广泛，品种日益增多，适适范围愈来愈广。，目前，主要应用的领域归如下。（1）传真机用热敏纸主要用于各种型号的热敏纸传真机。有商业业务用，也有家庭用等。目前这类用途的热敏纸机乎占总产量的一半左右，是20世纪80年代后期至今的热敏纸主攻方向。其质量目标是追求传真记录的高速度、线条的高密度（黑度）和记录后的保存性。如从记录速度看，已从G2型发展到G3乃至G4型，可达每张A4大小的纸15S左右的高速传真。（2）打印与终端记录用热敏纸为适应各种新的终端记录设备之需，开发了不同品种，可广泛用于文字处理机、医疗检测和工业检测的打印记录，电子计算机的辅助设计与生产（可简称为CAD/CMA）、计数器、现金自动支付机（ATM/CD）及便携式终端打印机等的打印，高速公路、出租车等的收据记录。（3）标签和票据用热敏纸热敏纸近年来的新产品引申到标签领域，且发展讯速。它是热效纸与不干胶标签结合的产品。在热核纸背面涂以不干胶并复合于防粘纸上，用于需打印的标签。从近几年的销售和供应情况年，总的趋势是：第一类逐渐减少，而第二、三类逐渐上升。★热敏纸的分类早在20世纪30年代，人们就开发了热敏记录技术。当时所用的热敏纸被称为蜡纸型敏纸，它是在支持体上涂布两层，底层是炭黑层，表层是不透明的石蜡层人们用热笔作热源，当纸受热时，不透明的石蜡层变成半透明的，黑色被子显露出来，这样就可以记录图像和文字。后来，热敏记录体系分成两大类：一类是利用热使有色的色素物理成色达到记录效果的物理型热敏记录纸；另一类是利用在热的作用下产生化学反应而达到发色目的化学型热敏记录纸。其中利用化学方法发色的热敏纸占主导地位。表4、1反映了两类热敏记录纸的发色原理与用途。表4-1热敏纸的分类和发色原理:见下图：表4-1热敏纸的分类和发色原理分类原理应用物理型1熔融透明化2不透明化3转印4升华5挥发6过冷却热能将白色不透明层熔融使之透明化，而显出着色的基底以构成记录图像热能将透明层而形成不透明化由于色色层加热而转印将着色层（含蒽醌之类染料）加热而升华由于油加热而挥发，以着色剂洒布涂料型的心电图纸顶投影定期票证发行机印刷器化学型单独发色金属化合物发色无色染料发色单独与热反应而发色，或由热分解产生气体有机酸金属盐而由于热的作用，游离多价金属子和有机还原剂反应生成金属氧化物或硫化物色素和发色剂（无色染料与酚化合物）由于热的作用而发色3M公司热敏复印纸NCR传真热敏纸利用物理方法发色的热敏记录纸有熔融透明型、熔融转印型、热升化型以及过冷却法等。其中熔融透明型具有代表性。熔融透明型热敏记录纸，采用熔融透明化原理，即在黑色基底纸上，涂上一层不透明的蜡作表面层，经热毛作用，使不透明的蜡状材料熔融透明化，基纸底层的颜色显露出来而构成图像。这一类热敏纸，广泛用于医疗上的心电图、脑电图或工业上的一般计测器的划线记录。但是，这种类型的热敏记录纸表面的不透明蜡层，容易被机械硬物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。由于存在这些缺点，使其在其他多种仪器上的使用，受到了一定的限制。熔融透明型热敏记录纸的结构如图4-2所示。★化学型热敏记录纸（1）双组分金属化合物发色热敏纸这种双组分金属化合物发色的热敏纸是基于脂肪酸的重金属盐和还原剂（苯酚类）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。简单地说即是，在常温下两种发我成分构成物理性的隔离而不发色，加热后由于热的熔解发生了化学反应而发色。发色结构如图4-3所示。这种类型的热敏记录纸，以美国3M公司的Thermofax为代表，它使用硫脲和重金属盐，用红外线加热黑化而获得记录和复印图像。各种用有机酸的金属盐组合而成的热敏材料，如表4-2所示。表4-2金属盐类的热发色材料金属盐类发色反应试剂金属盐类发色发应试剂硬脂酸铁硬脂酸镍、钴、铜盐草酸的重金属盐（银、铅、汞）硬脂酸锡单宁、没食子酸碱土金属硫化物硫化硫酸钠，硫脲乌洛托品，联苯三酚山梨酸银，硬脂酸银壬酸铁己酸铅醋酸镍氢醌、螺氨基硫脲硫脲衍生物硫代乙酰胺在制造这种金属化合物热敏记录纸时，为了改善记录纸的表面色泽，增进书定性，防止热记录头堆粉，在涂料配制时，加入一些二氧化钛、氧化锌、硬脂酸钙、高岭土等白色颜料。胶黏剂一般采用乙基纤维素、硝酸纤维素。表4-2所列两种成分的组合，可以发黑色、青黑色、红色、深红色、紫色等各种色调。通常采用没食子酸或单宁酸与硬脂酸铁组合，生成发黑色调的记录纸。但是，这种金属化合物的热敏记录纸，存着底色不白、色调不明显、发色温度难于控制、记录后图像质量不高、易退色等缺点，目前正逐渐被无色染料体系的热敏纸年所代替。（2）无以染料的双组分热料与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显钯剂显色剂混合，在热的作用下，熔点低的（通常是显色剂）先熔化二者发生反应，无色染料的内酯环开裂而发色的原理。美国的NCR公司（TheNationalCashRegisterCompany）首先利用这一原理制成了无色染料型热敏纸。这种类型的热纸记录纸的外观与普通纸相似，选用不同的无色染料可以制成红、蓝紫、绿、黑等各种鲜明颜色的记录纸。它具有加工方法简便、质量较为稳定、成本不高、用水性涂料便于大生产的显著优点，已成为现代热敏纸的主流，现要几乎所有的热敏纸都采用这种方法生产。项目无色染料型双组分金属化合型制造工艺水溶剂系有机溶剂系记录纸特性表面白度高，像普通纸耐水性能较差耐光性能较差沾上溶剂消色，溶剂干后发色表面略带色泽耐水性能较好耐光性能较好沾上溶剂不发色表4-3对以上两种化学型热敏纸的特性进行了比较。表4-3化学型热敏纸特性比较。★热敏纸的生产技术原纸主要技术指标由于热敏涂料昂贵，为降低生产成本，生产厂家在满足用户使用性能的前提下，都在尽量减少热敏涂料层的涂布量，这样就增加了对原纸的质量要求。在制订热敏原纸质量标准时，主要要求平滑度高，透气度低，不允许有针眼和湿强度要大。热敏原纸主要技术要批标（参考）如下：定量45～50g/㎡撕裂度比（MD/CD）50%厚度56µm平滑度（光面）20s松厚度1.4μm/g·㎡不透明度85%湿抗张强度0.438KN/mPH值5.2～5.7撕裂度245mN水分5.0%～6.0%抗张强度(MD)4.2Kn/m★涂层结构与工艺步骤(1)涂层结构以标签热敏纸为例,涂层的结构分为打底层、顶涂和背涂。①打底层在未涂热敏导层前，以白色颜料如瓷土或碳酸钙及胶黏剂组成的涂料施涂于原纸，得到均匀的表面。这些底料中的颜料有一定隔离能力，可使涂于它上面的热敏涂料的效成分停留于此底面层表面，不渗入纸基，也促使记录过程中的能量集中于热敏层而不传向纸基，这样可得到事半功倍的效果——少的热敏涂料可得较高的灵敏度，即即涂有打底层后其热敏涂层的涂料量比无打层的少，却达到同样的记录密度与速度。②项涂用于标签和票证的热敏纸，还需在热敏层上涂以一顶层覆盖层，起保护作用，因为这些产品可能暴露于水、油脂、塑料、指印等环境下，若无保护层可能造成对热敏层的伤害，使记录字迹分辨不清或未记录即的效。该顶层既起保护作用，又不能阻碍记录进热量的传递，同时还起润滑剂作用，以防止涂料对记录热笔的黏附。顶涂层涂料成分主要含瓷土、润滑剂、胶黏剂PVA及交链剂。需注意涂料PH值与交联剂的匹配，保证涂料施前不会在混桶中起交联作用，而在涂布干燥的5～15S内能即刻PVA完全固化。③北涂涂于原纸的反面以控制卷曲、防渗透和除记录过程中产生的静电和尘埃，背涂涂料一般含胶黏剂和抗静电剂等，这在标签用途的热敏层而引起污染，不干胶标签热敏纸背面施涂的不干胶通常也是溶剂性的，故背涂常用于防止溶剂性胶黏剂或胶黏剂中低分子量成分穿透到热敏层中，是现代用途的热敏纸所不可缺少的。（2）工艺步骤简述灵每敏高发色浓度在1.0以上灵敏度较差发色浓度0.8①热敏层涂料的制备热敏层涂料的分散、各组分的颗粒细度对成纸发色灵敏度和密度有较大影响。若各组分颗粒较粗，则必须作研磨，如砂、球磨、胶体磨等，使颗粒达到所要求的细度。而现化工产品的制作技术已可达到预定的细度，分散作用在于减小体系中因范德华力等而凝聚一起的颗粒尺寸和表面积，注意控制分散浓度和时间。颗粒既要较细，以发挥较好的发色效果，又不能过分细，过小颗粒可能造成较大的水溶性而增加产品底色，还会增加涂料黏度，引起涂料运转过程的障碍，所以需作分散过程的测试以确分散时间和浓度。热敏层的各成分——无色染料、显郄剂、增感剂等需分别分散，尤其是染料与显色剂必须是分开分散，将它他分别加入分散剂、PVC和水、配成一定浓度，通过剪切力搅拌分散，也采用较高浓度的高剪切分散。这样可使涂料黏度降低。在分散达预定要求后各成分混合一起，再加入其他助剂制成涂料备用。但需注意不能过早配制，以防止未涂布前在液体价质中无色染料与显色剂反应发色。对诸如显色剂、增感剂或润滑剂等亲水性较差的原材料，它们分散较困难，往往易产生增厚或泡沫等，造成涂布困难。而现代分散较乳化技术已可以将它们制成微粒分散液或乳液，不需再进一步分散，只要直接加入到涂料混合液中搅拌混合即可。②涂布与压光为完成多层涂料涂布，现代热敏纸的生产须使用多涂布头的机器，至少2～4个涂布头，几个涂层可以在一台机上实现一涂布，以提高成品率，得到质量和数量的保证，其生产过程流程为：原纸-打底层（正面涂布-热敏层-顶涂层-背涂层（反面涂布）-涂布产品-压光-成品涂布后的产品段以压光，一般是冷光来达到具足够平滑度的表面，以增加记录密度和均匀度，也适当控制了卷曲。★热敏涂料及其化学品组成热敏记录涂料的主要成分由无色染料、显色剂、增感剂和其他辅助成分（如：稳定剂、填料和胶黏剂）组成，通常将几种成分在水性价质中分散均匀，然后涂层布纸或薄膜上构成热敏纸。无色染料（1）无色染料的特点及无色染料的结构特点无色染料（leucodye）是新近才出现的一专和名词，现时国内出版的化学化工辞典中多未收录。它是一类具有内酯环或杂（茂）环结构的有机高分子。这类化合物一旦外部条件合适，促其分子的内酯环开裂染料。因此，又有人称它为隐以染料。它与隐色化合物（leucocompound）虽属同类化合物。但并不完全一样。无色染料应当具有以下特点：①外观呈白色或接近白色；②耐候性好，在常温下稳定，不吸湿，不升华；③不溶于水，只溶于某些特定的溶剂中；④显色反应快，瞬间即发色，色相浓高，且久不退色；⑤成本较低，宜批量生产；⑥无其他副作用。还要指出的是，无色染料作为电子给予体必须与电子接受体（显色剂等）相匹配。因此选用适宜显色剂是达到顶期效果所必须的。迄今为止，所涉及的无色染料在理论上说可能有几千种，实际上应用的大约只有几十种料尚待开发。(2)无色染料的类型根据不完全的资料，无色染料大体已经开发的有以下四类。①苯酞(phthalide)类这类化合物中最早使用、也是最重要的是结晶紫内酯(CVL)。它是当今世界上产量最大的一种无色染料。发色时呈现深蓝色，且有显色反应快、色相浓度高、无升华等优点，尽管在显色后耐光性较差，因价格便宜而被广泛应用。它的化学结构式如图4～4：除了PH-l(