一般复写纸
出处:按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《涂布加工纸技术手册》第314页(6302字)
1.概述
复写纸是一种力感应转印材料,系在一种特制又韧又薄的复写原纸表面上涂布转移着色层加工而成。可供手写或打字复印一式多份的文件报表之用,目前还大量用做电子计算机外围系统的打印输出装置,打印一式多份的副本,使用方便,用途十分广泛。
最初的复写纸是利用甘油和松香烟碳黑涂于韧性薄纸上而成,后来在配料中加入了各种蜡类,使复写纸的质量得到了明显的提高。由于复写纸原料中采用了碳黑,因此国外一般称复写纸为碳纸(Carbon Paper)。
近年来,随着科技的发展,复写纸在质量和品种上也得到了提高和发展。当前在国外市场上,出现了塑料薄膜复写纸(Plastic Carbon Paper),它是以塑料薄膜为基材,转印着色层是非蜡型高分子聚合物,将色料和软化剂混合在其中,形成一种海绵状的薄层结构,通过力感应作用,使海绵状薄层结构内的着色油墨转移到被复写的纸上,形成清晰的印迹。
2.复写纸的种类
目前,复写纸的种类多样,难于作统一的分类。而从油墨组成来分,可以分成蜡类和非蜡类(合成树脂型)两种。由用途分类可以分成以下几种。
1)打字机用复写纸
优质的打字机用复写纸有复写5~8页,或者复写15页的几种品种,用黑、绿、红、褐等各种油墨,涂布于白色或青色的原纸上而成。
2)笔用复写纸
每页复写纸能复写3~4页,用圆珠笔每页能复写4~6页。用笔压复写的复写纸有染料型(油溶性)和颜料型两种,后者的保存性比较好。
3)一次性(one time)复写纸
这是一种能复写多张,用一次之后即丢弃的复写纸,原纸薄,强度好。是能廉价使用的复写纸,油墨层多涂于纸的表面。
4)背层涂碳复写纸
这种复写纸是在上页纸的背面,进行全部或局部涂布或印刷碳黑油墨,定量约40g/m2,由于复写压力,使上页纸背面的油墨附于下页纸上面。主要用做复写传票。背面局部涂碳复写纸技术日本最为发达及使用广泛。
这种复写纸所要求的特性:①薄页纸的挺度要好;②无针孔眼;③复写油墨层易于剥离;④用铅笔书写不破裂;⑤有效地施胶用钢笔书写时不渗透;⑥盖印章时不产生透印;⑦能复写5页以上;⑧纸的质地良好;⑨纸的质地不透明。
5)局部涂碳(Spot Carbon paper)复写纸
在需要复写的部位局部印刷有油墨层的复写纸,也是背面涂碳的一种,主要用于办公发票之类,是底层涂碳的一种。这种复写纸在日本发展得特别快,必须以优质的油墨进行印刷。复写纸种类见表6-22。
表6-22 国外复写纸的种类
注:1号,2号,3号,4号,5号,6号定量不同。
3.复写纸材料
1)原纸
复写纸所使用的原纸,为定量20g/m2左右的薄页纸,纸浆的配比如表6-23所示。原纸的质量要求极为严格,要求薄而软,厚度均匀,密度高,无针孔眼,平滑度高,强度高,而且吸油墨性良好。国产复写纸原纸和国外复写纸原纸主要技术指标如表6-24,表6-25所示。
表6-23 国外复写纸原纸浆料的配比及裂断长特性
*特号、1号定量为16g/m2以下,2号、3号定量20g/m2以下,1令(1000页)定量误差士3%以下。
表6-24 国产复写纸原纸主要技术指标
表6-25 国外复写纸原纸主要技术指标
2)油墨
复写纸的油墨也就是复写纸的转移着色层,它是由蜡、油类、着色剂三类主要材料所组成。
(1)蜡:蜡有天然蜡和合成蜡两大类,前者以卡纳巴蜡为代表有7大类以上,合成蜡为聚乙烯蜡等。复写纸油墨大多采用天然蜡与合成蜡的混合物,其中几种常用蜡的主要特性如表6-26所示。
表6-26 复写纸几种常用蜡主要特性
(2)油类:是复写纸转移着色层的重要组成材料,一般使用不易随温度产生底色污染、易使油墨转移又能均匀溶解着色剂的不挥发性油。这些油类多半是轻矿物油,重矿物油之类的植物油或动物油以及合成脂(油),可以单独或者混合使用。复写纸用的几种常用油类其主要特性如表6-27所示。
表6-27 复写纸几种常用油类特性
(3)着色剂。
复写纸的着色剂主要使用油溶性的碱性染料和不溶于溶剂的颜料,制备黑色复写纸大多数是采用价廉的碳黑,其它颜色的无机颜料有使用群青(ultrmarine blue)、普鲁士蓝的,近来开发了螯合颜料;有机染料主要使用甲基紫、结晶紫、维多利亚蓝-B,俾士麦棕-G,孔雀绿等。
(4)制法及配比举例。
将上述材料组成打字复写纸的油墨配比如下所示:
卡纳巴蜡 20~25份
小烛树蜡 10~16份
矿物油 25~30份
油 酸 2~4份
甲基紫 2份
维多利亚蓝(碱) 1份
碳黑 15~20份
(注:以质量计。)
在制造1张能印刷几百页以上的胶印模版转移纸(hectographic cabon fransfer sheet)时,可以在配比中混合有50%~60%的染料。
有一种非蜡复写纸,它使用高分子物质蜡制造复写纸,不久前进行了各种尝试。现在已经实用化的树脂,有氯乙烯共聚体,聚苯乙烯聚酸乙烯,或者乙基纤维素。
使用氯乙烯、蜡乙烯共聚体,作复写纸油墨的配方举例如下:
氯乙烯-醋乙烯共聚体 10份
矿物油 15.3份
植物油 4.2份
着色剂 10.5份
溶剂 60份
4.复写纸的制造
由上述配方所制的油墨涂料,在制造复写纸时的流程示意如下:
首先将蜡加热熔融,滤去杂质及不纯物,将染料或颜料与油类一起在均化器(Mixer)中粗分散后,用球磨或压辊机,再进行细分散,以达到一定细度和涂布时必要的流动特性。
将油墨在涂布机上涂布(或印刷)即制成复写纸。涂布后的卷筒分切成所需要的宽度、长度,平张纸分别切成不同的开数大小。
涂布机可以使用凹印辊式或刮棒式(Mayer bar)涂布头,目前,国内生产复写纸大部分采用浸入式辊涂涂布机,结构参考第四章。
复写纸的涂布量由于复写纸品种不同而不同,而适当的涂布量为4~6g/m2。
局部涂碳的复写纸,一般采用凹版印刷法或凸版印刷,在卷筒或平张的传票纸上进行局部涂碳印刷。
5.复写纸的质量检测
复写纸的纸面应该没有任何妨碍复写的褶缝、皱纹、破损、断疵等纸病,油墨涂层应均匀。同时,使用时复写的字迹必须鲜明,具有适当的浓度,且不弄脏手指和不污染字迹以外的底色。而复写份数以及耐久次数必须遵循表6-28、表6-29所示,国产双面蓝色复写纸技术指标应符合表6-30所规定。
表6-28 进口复写纸的复写页数
表6-29 进口复写纸的耐久次数
表6-30 国产双面蓝色复写纸技术指标
关于复写纸质量的检验方法,按日本工业标准JIS规定摘述如下:
1)污染测试:
在表面平滑、面积为40mm2(厚2mm)的两块玻璃板中间,夹有10张40mm2的复写用纸,在其中间插入1张25mm2的测试纸样,在玻璃板中心上压有500g的荷重,于温度(40±2)℃、相对湿度40%~85%条件下置放1h,复写用纸不产生污染即算合格。
2)复写份数测试
(1)英文打字复写纸:测试是采用elite字母尺寸的英文打字机进行测试,按表6-22的1号单面英文打字复写纸:用1号打印复写原纸(34~40μm)8页和打字复写纸7页;2号单面英文打字复写纸:用2号复写原纸(55~61μm)4页和打字复写纸3页交替重叠卷装于打字机上。用DXAtearowh1234567890键打字5行,将最后一页的打印复写原纸上的打印字迹与样本比较,具有相同鲜明度以上的情况为合格品。
(2)日文打字复写纸:测试是采用4号明体活字式的日文打字机进行。按表6-223号单面日文打字复写纸,用3号打印复写原纸(18~25μm)11页和打字复写纸6页交替重叠卷于打字机上,用日本工业标准JIS的各种字体打印5行,将最后一页的打印复写纸上的打印字迹与样本比较,具有相同鲜明度以上的情况为合格品。
(3)笔写复写纸:测试是在表面平滑的玻璃板上进行。按表6-225号笔写复写纸,用5号笔写复写原纸(18~25μm)和试样6页;6号笔写复写纸,用6号笔写复写原纸(18~25μm)和试样3页交替重叠,上面垫有300号赛珞玢,用刻蜡版铁笔按JIS规格书写各种字体5行,将最后一页书写字体与样本比较,具有同等鲜明度以上的情况为合格品。
3)耐久性次数测试
(1)英文打字复写纸:测试是采用elite字母尺寸的英文打字机上进行测试。1号复写用纸(34~40μm),试样大小为5cm×8cm,能承受耐久力用的厚纸(66.2g/m2)三者顺序重叠卷于打字机上,在原纸上按clxAtearowh1234567890键顺序打印5行,再更换最下层的复写用纸,在试样的同一地方用同一字键打字,反复打印相同的规定次数,将最后一张复写用纸的打字字迹与样本比较,具有同等鲜明度以上的字迹符合规定次数的为合格品。
(2)日本打字复写纸:测试采用4号明体活字式的日文打字机进行。测试程序与测试英文打字复写纸一样,用日本工业标准JIS的各种字体打字,用和英文打字相同的方法判断。
(3)笔写复写纸:在表面平滑的玻璃板(4cm×14cm)上,用1张3号复写原纸(18~25μm)和试样(4cm×14cm)及300号赛珞玢顺序重叠,以刻蜡版的铁笔按日本工业规格JIS书写,然后更换复写原纸,在试样的同一地方用同一字体书写,反复书写相同的规定次数,将最后一张复写用纸字迹与样本比较,具有同等鲜明度以上的字迹为合格品。
4)检验
复写纸的检验项目,可以抽样检验污染试验、复写页数试验、耐久次数试验及外观目测试验等项目。
【参考文献】:
(1) 纸パ技协誌5(12)15(1962)
(2) 纸パ技协誌11(4)34(1983)
(3) 化学と工业33.(2)123(1980)
(4) 原崎勇次コッテング方式P.7~9(慎书店昭和54年)
(5) 山户升画像电子学会志,Vol.4.no.4(1975)
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(7) 纸パ技协誌(98),35(11),1~6
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(9) USP3,387,993;3,442,654;3,634,253