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无碳复写纸的特点及生产
与普通复写纸比较,无碳复写纸具有明显的优点:使用方便、清洁不脏手、复写份数多、字迹清晰、套印整齐、尤其适应现代办公和电脑打印运行记录,因而赢得人们青睐和推广应用。国内外无碳复写纸生产和发展情况怎样?由于这种特种纸的技术机密性和商业竞争性的制约,公开发表的文章不多, 本文试图就此在主要方面加以讨论,以期对发展中国无碳复写纸工业有所裨益。
1　无碳复写纸的制造
无碳复写纸是在原纸上涂布具有复写功能的涂料而成。无碳复写纸的结构主要有两种:一是偶合型,上页纸背面涂布成色剂(CB)、中页纸正面涂布显色剂、背面涂布成色剂(CFB)、下页正面涂布显色剂(CF)、配套叠合使用; 二是自载型,成色剂和显色剂涂布在同一纸的正面,笔写打印自显色(SC)。国内外生产无碳复写纸都以偶合型的量最大。
涂布在纸上的成色剂,或称生色剂、发色剂,是特殊的无色染料,已溶解于低挥发性载体油,用微胶囊包封起来,当笔写或打印施加压力于无碳复写纸时,受压处微胶囊破裂,囊里的无色染料溢出,与显色剂接触发生反应而显色成像。
1.1　CB涂料 CB涂料的主要成份有:成色剂微胶囊、间隔剂、胶粘剂等,其中最主要的是成色剂微胶囊。
成色剂是无碳复纸的基础材料之一。关于无色染料已申报的专利有上千种,常用于无碳复写纸批量生产的成色剂约十多种,如苯酞系的结晶紫内酯(CVL)、孔雀绿内酯(MGL)、吩噻嗪系的苯酰亚甲基兰(BLMB)、荧烷系的荧烷黑、荧烷橙黄等等。目前一般采用多种染料按优选的配方配合使用。当然,也在研究制取更好的单一染料。
微胶囊技术是无碳复写纸的关键技术之一。微胶囊技术的突破,才促成了无碳纸商业化。微囊化技术主要有三种:
(1)复合凝聚法。囊壁材料通常为明胶。它问世之后,一度发展很快,曾在无碳复写纸业中占主导地位。后来在七十年代和八十年代,界面聚合法和原位聚合法相继开发成功并不断改进,明胶微胶囊的地位日渐衰退。 (2)界面聚合法。囊壁材料一般为聚脲、聚酰胺等。 (3)原位聚合法。囊壁材料通常为密胺树脂、脲醛树脂等。成色剂显色后的颜色主要取决于无色染料品种的选用。现今已能生产显黑色、蓝色、红色、绿色等多种颜色的无碳复写纸。常用的是显黑色和蓝色,其中黑色较多。
1.2　CF涂料 CF涂料的主要组分有:显色剂、颜料、胶粘剂、其他助剂等。其中最主要的是显色剂。无碳复写纸用的显色剂,主要有三类: (1)无机显色剂活性白土:常用膨润土的主组分蒙脱石经酸化和活化制成。活性白土主要供应厂商有英国的LAPORTE、日本的MIZUSAWA、德国的SDCHEMIＥ等,他们曾经占有相当多的市场份额,但在中国已被国产活性白土取代,其主要供应厂家为瑞达公司。合成硅酸铝钠:它的性能类似于活性白土,可以同活性白土配合使用,合成硅酸铝钠近年推向市场,主要供应厂商是芬兰的ZEOFINN。 (2)酚醛树脂早期使用的树脂是对苯基苯酚(p-phenylphenol),后来发展烷基酚树脂,特别是与锌形成螯合型树脂。主要供应厂商有:美国的SCHENECTADY、台湾的聚和(HOPAX)等。
(3)水杨酸类目前用的水杨酸类显色剂,是以烷基水杨酸为基础,用多价金属盐改性得到的烷基水杨酸金属螯合物,如烷基水杨酸锌酯。主要的供应厂商有:日本的MITSUITOAT SU、SANKO、SANYOCHEMICAL INDUS TRIES等。以上三类显色剂在无碳复写纸中的使用量,以制成的纸所占份额计,1994年无机显色剂占38%,酚醛树脂占44%,水杨酸类占18%。估计近年来酚醛树脂所占份额还有增加。从地区上讲,欧洲主要用活性白土、北美用酚醛树脂、日本用水杨酸类。
值得一提的是:我国开发的烷基水杨酸盐改性酚醛树脂显色剂取得成功,它结合烷基水杨酸盐和酚醛树脂的优点,形成一类新的高效显色剂。
1.3　无碳复写纸
原纸的重要性往往被一些人忽视。事实上原纸对无碳复写纸来说是至关重要的。成品纸的强度、伸缩性、匀度等质量指标,都主要取决于原纸;从经济上讲,成品纸的原料成本,其中原纸约占65～67%。中国用过的进口无碳复写原纸,有日本、印尼、韩国、法国、美国的原纸,有的原纸厂在机内涂布ＣＦ涂料,直接生产ＣＦ纸出售。中国国内已有七家厂生产销售过无碳复写原纸,有的质量已达较优水平。
关于无碳复写原纸的质量指标,珠海华文博益智特种纸业有限公司根据数年积累的检测数据和使用效果,制订了无碳复写原纸企业标准,原意提供有关行家参考和研讨。
2　无碳复写纸的生产和市场
2.1　世界无碳复写纸的生产
无碳复写纸是美国俄亥俄州的NCR(National Cash Register)公司于1953年发明的。1954年,美国市场上开始销售无碳复写纸。在NCR公司的专利有效期内(至1968年),无碳复写纸增长速率虽然较高,但绝对产量增长不够多。在70年代和80年代,无碳复写纸产量迅速增长。90年代中期以后,主要由于发达国家无碳复写纸生产已基本满足需求,产量的增长转向缓慢。世界无碳复写纸的产量:1954年约1000吨,1960年约16000吨,1970年约10万吨,1980年约100万吨,1990年约210万吨,1994年约245万吨,1998年预计为260～270万吨。
2.2　中国无碳复写纸的生产
中国无碳复写纸工业起步较晚,70年代开始试产,直到80年代中期都进展不大。改革开放给无碳复写纸行业带来强大推动,发展较快,全国无碳复写纸产量1988年约2000吨,1990年约1万吨,1994年约2.9万吨,1995年约3.4万吨,1996年约4万吨,1997年约5万吨。1994年,中国大陆已有无碳复写纸厂(公司)21家,年生产能力7万吨,至现今,无碳复写纸厂已增至36家,年生产能力达12万吨,有的厂还在建新的生产线。中国无碳复写纸生产技术水平已有显著提高。已能生产出一流质量的产品。
2.3　市场预测欲求准确的市场预测或产量增长幅度是十分困难的。但世界无碳复写纸市场趋势似乎可以这样描述:发达国家增长很小甚至不增长,发展中国家增长幅度相对较大,中国市场看好。