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原紙對無碳復寫紙質量的影響

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原紙對無碳復寫紙質量的影響

發布日期:2021-05-18 作者: 點擊:

無碳復寫紙又稱力敏復寫紙、壓敏記錄紙或NCR紙,是1954年由美國NCR(National Cash Register)公司發明,經過幾十年的不斷發展和改進,目前生產技術已相當成熟。無碳復寫紙又是一種涂布加工紙。無碳復寫紙因其不需要在紙與紙之間加入涂炭紙,可直接復寫、直接顯色的功能和具有污染小、使用方便等特點,其使用越來越廣泛。   

    我國無碳復寫紙生產線自1984年首次引進以來,現已有超過40條的生產線,年產量超過24萬t。國內對無碳復寫紙的年需求量也已達到20~25萬t,比前幾年翻了一番,產品質量較好的生產廠家已出現供不應求的情況。本文將從生產無碳復寫紙的原紙方面進行分析,探討原紙因素對無碳復寫紙產品質量的影響。


無碳復寫紙


  1  無碳復寫紙的基本特性
    無碳復寫紙從顯色方面,可分為它顯色(Contained)和自顯色又稱SC紙(Self Contained)兩種,其中用得最多的為它顯色無碳復寫紙。從顯色的顏色方面,可分為黑色、藍色、紅色、紫色等,其中用得最多的為黑色和藍色。從結構方面,可分為上頁紙或稱CB紙(Coated Back Paper),中頁紙或稱CFB紙(Coated Front & Back Paper)和下頁紙或稱CF紙(Coated Front Paper)。從品種方面,可分為平板紙和卷筒紙。從外觀方面,可分為白色、紅色、黃色、藍色、綠色等。無碳復寫紙配聯由上頁紙和下頁紙組成,要想得到更多聯數的副本,只需在上頁紙和下頁紙之間插入多份中頁紙即可。


  2  無碳復寫紙質量的影響因素  
    評價無碳復寫紙質量的性能指標主要為:(1)多聯復寫的清晰度(最直觀);(2)顯色靈敏度;(3)顯色速度;(4)耐光性;(5)污染性;(6)翹曲性;(7)外觀性等。影響這些性能的因素很多,本文僅討論原紙性能對無碳復寫紙質量的影響。


  2.1  原紙均一性的影響   

    原紙的均一性指的是縱橫向上的定量、厚度、水份、纖維組織、平滑度等的均一程度。原紙均一性的好壞將直接影響無碳復寫紙的涂布加工過程以及產品的質量,均一性差的原紙,會造成涂布后涂布量不均,干燥不均,變形不一致,最終影響產品的使用。因此均一性差的原紙生產的無碳復寫紙多數以平板紙、不能以卷筒紙產品出售。目前國內評價無碳復寫紙產品質量的好壞(是高檔還是低檔),最直觀的是涂布紙的外觀質量,采用進口(指日本北海道或大昭和)或國內少數生產廠家如冠龍、壽光、金華盛等生產的原紙涂布的產品,通常認為是高檔產品,國產其它原紙涂布的為低檔原紙,這是因為進口原紙的均一性比國產原紙(除冠龍、壽光、金華盛)好(見表一)。當然綜合評價無碳復寫紙的產品質量除原紙因素外,還必須考慮涂布的軟、硬件技術。   

用于無碳復寫紙生產的原紙定量多數在35~80g/m2,厚度范圍在45~100μm之間,目前用得最多的原紙定量是40g/m2。原紙定量與厚度對多聯顯色有直接的影響,相同定量不同厚度的原紙,相同聯數的顯色效果就不一樣。如40g/m2國產原紙(除湛江冠龍、蘇州金華盛、山東壽光外)的厚度普遍比日本進口的40g/m2原紙厚10%~15%,這樣在相同涂布量的情況下,國產原紙生產的無碳復寫紙多聯顯色效果必然比相同定量的進口原紙生產的差。


  2.2  原紙透氣度的影響   

    有人認為用于無碳復寫紙原紙的透氣度在100~150mL/min比較適合,但實際上,透氣度在100~150mL/min范圍的原紙,尤其是國產低檔原紙,對解決因單面涂布產生的翹曲質量紙病是十分困難的,相當部分廠家不得不采用背面涂膠或涂水的方式來解決,有的廠家由于涂布機的先天不足,不能直接在涂布上增加涂水與涂膠設備,不得不采取再涂布的方式來解決。但凡質量好的原紙,如有“紙王”之稱的日本北海道原紙或山東壽光、湛江冠龍的原紙,其透氣度基本上在200~400mL/min范圍,單面涂布后并不需要進行特別的背涂處理(涂膠或涂水),只需在非涂布面噴霧少量蒸汽就可以達到翹曲質量指標要求(國家標準A等)。在實際生產中,透氣度在350~550mL/min的原紙,其涂中頁紙后亦沒有產生不良的影響(如發生正反兩面涂料的滲透而自顯色,干燥不均等),高透氣度的原紙對涂布紙翹曲質量紙病的解決是有幫助的。

  2.3  原紙的收縮性和孔洞的影響   

    用于無碳復寫紙生產的原紙伸縮率一般要求不大于3.0%,不能存在孔洞。原紙的伸縮率過大除會對涂布后紙的后加工造成困難外,還會影響最終產品的使用,如印好的上下聯表格錯位等。另外從理論上,紙的伸縮率過大,涂布干燥時會引起涂層特別是微膠囊涂層的破壞,干燥收縮產生的內應力會引起部分微膠囊移位破裂,無色染料流出而發色。但在實際生產中由于這種情況造成顯色的質量紙病不多。用于無碳復寫紙生產的原紙,針孔是不允許存在的,但實際上涂布原紙中都存在不少針孔,涂布后并沒有發現這些針孔會滲透涂料,影響產品質量,這可能是原紙生產時經過表面施膠后,針孔被膠料所覆蓋住的原因。當然用于無碳復寫紙生產的原紙最忌的就是涂布原紙存在孔洞,孔洞的存在會使涂料穿過孔洞到紙的另一面造成顯色。經粗略統計,一捆40g/m2原紙(長度10000~12000m)如存在孔洞,那么該捆原紙涂中紙后,造成的損失就大于0.20%。原紙孔洞越大,涂布造成的損失也就越大。


  2.4  原紙表面強度和灰分的影響
    無碳復寫紙的掉粉掉毛除與涂料配方有關外,與涂布原紙表面強度和灰分也有直接的關系。在相同涂料配方下,表面強度高和灰分低的原紙涂布后掉粉掉毛現象與表面強度低和灰分高的原紙明顯不一樣。前者掉粉掉毛現象少,后者掉粉掉毛現象嚴重,原紙及涂布紙表面強度高低通常以拉毛速度的大小來衡量。進口原紙(日本)的拉毛速度在2.08~2.61m/s范圍,灰分在5%左右,國產原紙(不含冠龍、壽光等)的拉毛速度在1.06~1.20m/s范圍,灰分在10%左右,涂布后(CF紙)拉毛速度分別為1.29~1.61m/s和0.61~0.84m/s。要想改善國產原紙涂布后的掉粉掉毛問題,通常是提高涂料配方中膠粘劑的用量,但是膠粘劑用量的提高,勢必影響無碳復寫紙顯色效果。因此用于無碳復寫紙生產的原紙應盡可能使用高表面強度和低灰分的原紙。

  2.5  原紙平滑度的影響   

    原紙平滑度的高低,將直接影響產品的質量,影響產品的印刷。對涂布機無配壓光設備的影響更大。平滑度高的原紙,經涂布后產品的平滑度亦高,對印刷的適應性也好。如平滑度大于50s和低于30s的原紙,涂CF再經壓光平滑度可提高50%以上,但涂CB后(不能經壓光設備),前者平滑度一般在16~19s,后者的平滑度一般在9~12s,手感明顯粗糙。平滑度低的原紙,涂布后涂料在紙中分布的均勻性較差,涂布產品的顯色密度較低。另外,平滑度低的產品,表面粗糙,耐磨擦性較差,產品較易產生污染。一般要求生產無碳復寫紙原紙的平滑度正面應大于50s,正反差不大于20%。


    2.6  原紙施膠度與吸水性的影響   

    原紙的施膠度與吸水性息息相關,施膠度高的原紙,吸水性低,施膠度低的原紙,吸水性高。通常用于無碳復寫紙涂布的原紙,施膠度要求在1.0~2.0mm(劃線法),吸水性在15~20 g/m2(Cobb60),進口原紙的施膠度一般在2.0mm,吸水性在16g/m2左右,所以涂布后涂布量較適中;而國產低檔原紙的施膠度基本在1.0mm左右,吸水性大于20g/m2。施膠度低、吸水性大的原紙,涂布量大,涂布后紙容易變形,涂布成本也較高,紙的污染性也較嚴重。


  2.7  原紙抗張強度和表面pH值的影響   

    原紙的抗張強度有縱向和橫向之分,有干抗張強度和濕抗張強度。原紙的抗張強度尤其是縱向抗張強度,主要影響無碳復寫紙的涂布,抗張強度高的原紙涂布損失少,反之,涂布損失就大。一般用于無碳復寫紙生產的原紙干抗張強度要求不小于2.0kN/m,濕抗張強度為干抗張強度的8%~10%。
  
    原紙表面pH值最好在中性范圍,表面pH低的紙,紙質脆,易返黃;另外由于微膠囊的囊壁不是絕對沒有滲透性的,pH值較低的紙,五色染料滲透出來會發生發藍現象。


  2.8  原紙松緊度的影響   

    原紙的松緊度主要影響涂布紙的涂布。松緊不一致的紙,緊度大的一邊上料困難,會造成全幅上料不均勻,產生色斑(生產色紙時),嚴重時還會造成部分位置不能上料,引起漏涂。漏涂對無碳復寫紙來說是一種嚴重的質量紙病,是絕不允許的。因此用于無碳復寫紙的涂布原紙要求全幅松緊應一致。


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