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热敏记录纸就是在热的作用下,能达到记录效果的信息记录用纸。热敏打印具有装置灵活、噪音小、成本低以及可实现高速印刷的优点,其品种越来越多,用途日趋广泛。但是,由于热敏变色的可逆性,热敏记录图像的稳定性较差,使得热敏纸的应用领域受到了很大限制,如何提高热敏记录图像的稳定性是一个亟待解决的问题。本论文从热敏层涂料配方入手,研究了涂料组分对热敏纸质量和图像稳定性的影响,同时探讨了顶涂层对热敏纸图像稳定性和发色性能的影响。本研究对高保存性热敏记录纸的开发具有一定的实用意义。
论文首先采用扫描电镜/能谱对四种具有代表性的热敏记录纸样(标记为RM、CP、LG、GE)进行分析,包括检测热敏纸的发色性能、涂层结构、热敏层主要组分等。分析表明,热敏记录纸的基本涂层结构是背涂层+原纸+预涂层+热敏层,其中背涂层和预涂层不是必须的,纸样RM和纸样CP的涂层结构中不包含背涂层和预涂层;瓷土是热敏记录纸热敏层中最常用的无机颜料,四种热敏纸样的热敏层无机颜料组成分别为瓷土/碳酸钙(纸样RM),瓷土/铝化合物(纸样LG),瓷土(纸样GE),碳酸钙/瓷土(纸样CP)。
采用目前工业生产中广泛使用的无色染料/显色剂体系,探讨无色染料/显色剂比例、热敏涂料中颜料和增感剂等的用量对热敏纸发色特性的影响。结果表明:合适的热敏层涂布量为6g/m<2>,当无色染料:显色剂=1:3时,纸页的白度和发色性能达到较好的平衡,对应热敏纸样的R<,457>白度为79.5%,饱和发色光密度为1.35;增感剂的加入可降低发色体系的熔点,改善热敏记录纸的动态发色性能。
为改善记录图像的稳定性,研究了颜料和胶粘剂配比、增感剂种类等对热敏纸发色和图像稳定性的影响。实验确定的热敏层胶粘剂比例为聚乙烯醇:羧基丁苯胶乳=7:3,颜料比例为瓷土:铝颜料=3:7,此时热敏图像防水性测试后的保留率可达94.3%。增感剂双乙烷的使用可进一步提高热敏记录图像的防水性,但记录图像的防油性不佳。
为改善热敏纸的防油性能,采用在热敏层上施涂保护层的方法达到此目的。结果表明:以聚乙烯醇为主体的保护层中加入防油剂后,热敏记录图像的防油性能有所提高,含氟防油剂的使用效果好于非氟素类防油剂,顶涂层涂布量为2g/m<2>,含氟防油剂用量6%时,热敏图像防油性测试后的保留率达80%以上,可满足QB/T 2694-2005中对热敏纸合格品防油性的要求。