無碳復(fù)寫紙CF涂料的配制及發(fā)色性能研究

莫文生

（武平縣科技實(shí)驗(yàn)站，福建武平364300）

無碳復(fù)寫紙CF涂料的配制及發(fā)色性能研究

莫文生

（武平縣科技實(shí)驗(yàn)站，福建武平364300）

以膨潤土為原料，并把它制成顯色黏土，通過對顯色黏土的改性和調(diào)制，配制成無碳復(fù)寫紙的CF涂料；該涂料具有良好的觸變性和適宜的黏度，適合紙機(jī)的氣刀涂布；同時，研究了不同條件對顯色涂料發(fā)色性能的影響，篩選了較好的工藝配方，完善了顯色劑的顯色性能，提高了發(fā)色強(qiáng)度。

無碳復(fù)寫紙；顯色黏土；CF涂料；發(fā)色強(qiáng)度

無碳復(fù)寫紙一般由上紙（CB）、中紙（CBF）和下紙（CF）組成的三聯(lián)式復(fù)寫紙，又稱壓敏紙，在復(fù)寫時無需加入傳統(tǒng)的拓藍(lán)紙就可達(dá)到復(fù)寫效果；通過增加（減少）中紙就可以達(dá)到多聯(lián)復(fù)寫的目的。因此，廣泛用于各行各業(yè)辦公事務(wù)中的表格、發(fā)票和賬單等領(lǐng)域，給文字記錄、商業(yè)辦公事務(wù)帶來極大的方便。其中，CF紙就是由顯色黏土、促進(jìn)劑、功能填料、黏結(jié)劑和溶劑等組成的涂料正面涂布而成的壓敏顯色紙。因此，對CF涂料的配制和顯色劑顯色性能的研究，直接關(guān)系到無碳復(fù)寫紙的產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

1 CF涂料的配制

1.1 顯色黏土的制備

取精制m（膨潤土）=100 g（干基）于帶攪拌裝置的三口瓶中，按固液質(zhì)量比1∶4，酸土質(zhì)量比1∶6的要求加入水和硫酸，攪拌、升溫至92℃以上，活化4～6 h，取出。加水水洗至pH≈5，加堿調(diào)pH至5.5～6.5，烘干至含水率≤8%，碾磨粉碎至合格粒度即制成顯色黏土。

1.2 CF涂料的配制

取m（顯色黏土）=10 g，加入0.2 g的醋酸鋅，0.02 g的尿素，0.8 g的超細(xì)高嶺土,混合均勻；加入30～35 g的水,快速攪拌至穩(wěn)定的懸浮液，然后，加入1～2 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的丁苯膠乳制成黏度為150～180 mPa·s的CF涂料。

1.3 CF涂料顯色性能的測定

CF紙顯色密度和靈敏度的測定方法按照GB 16797—1997的附錄C測定。測定CF紙的顯色密度和靈敏度，采用在電動打印機(jī)上打印出一定面積的圖案，使其顯色后測定。

2 不同因素對顯色性能的影響

2.1 CF涂料的顯色機(jī)理

當(dāng)有機(jī)染料結(jié)晶紫內(nèi)脂（CVL）與顯色黏土接觸時，顯色黏土吸收其電子，導(dǎo)致CVL開環(huán)形成醌式結(jié)構(gòu)，呈顯藍(lán)色。此反應(yīng)為可逆反應(yīng)，在一定條件下，CVL開環(huán)反應(yīng)向閉環(huán)方向進(jìn)行，使CVL顏色變淺[1]，導(dǎo)致發(fā)色強(qiáng)度下降。為提高顯色黏土的顯色性能，需要對顯色黏土進(jìn)行改性處理，確保具有一定活性，提高CF涂料的顯色性能。

2.2 金屬陽離子及其用量對顯色黏土的顯色性能的影響

選擇了Ca2+、Mg2+、Zn2+、Ba2+、Al3+、Ti2+和Pb2+等金屬陽離子的多種濃度分別作了顯色實(shí)驗(yàn)，并以顯色密度ΔE來衡量顯色性能，結(jié)果見表1。

表1 金屬陽離子對顯色黏土的顯色性能的影響

由表1可見，某些金屬陽離子能激發(fā)顯色黏土的給質(zhì)子活性，同時，形成絡(luò)合物，使開環(huán)后的CVL形成更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，使顏色穩(wěn)定性增強(qiáng)[2]。其中，以鋅離子和鉛離子的效果最佳，考慮到鉛離子屬重金屬元素，對環(huán)境和人體有害，選擇了鋅離子作為金屬陽離子改性劑。同時，又做了用量實(shí)驗(yàn)，其用量以2%～3%質(zhì)量分?jǐn)?shù)為宜。

2.3 促進(jìn)劑及其用量對顯色性能的影響

因?yàn)轱@色黏土是硅鋁化合物，具無機(jī)化合物性狀。而染料CVL是有機(jī)物，為了增加他們之間的親和性，增加結(jié)合牢度，我們選用有機(jī)物作為促進(jìn)劑。與此同時，由于顯色黏土具有酸性，故添加一定的酸性物質(zhì)有助于保持其酸性且有助于增加其給出質(zhì)子的能力。表2是幾種有機(jī)物促進(jìn)劑在不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)時對顯色黏土的影響。

表2 有機(jī)物促進(jìn)劑對CVL顯色性能的影響

由表2可見，有機(jī)物促進(jìn)劑中以尿素和硫脲的效果為最好，為保持CF涂料的pH，添加量以0.2%～0.5%質(zhì)量分?jǐn)?shù)為宜。

2.4 功能填料對顯色黏土的影響

配制CF涂料的目的是為了上機(jī)，適合無碳紙涂布機(jī)的要求，使涂料具有較好的觸變性和適宜黏度。我們知道，描述高嶺土黏度特征的重要指標(biāo)黏濃度是指某一黏度值時的固含量（高嶺土粉體占溶液的質(zhì)量百分比）。通常，高嶺土的黏濃度是指500 mPa.s時的固含量。龍巖高嶺土礦白度好、鐵含量低、黏濃度高，具有其他填料（如：輕質(zhì)碳酸鈣、滑石等）所不具備的特性；為此，選用了龍巖市高嶺土有限公司的某型號高嶺土產(chǎn)品，在調(diào)制適宜黏度和涂料懸浮性的同時又提高了涂料的白度，較好地提升了涂料的品質(zhì)。添加量以8%～12%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為宜。

3 結(jié)束語

（1）適合工業(yè)化生產(chǎn)的CF涂料的配制，宜選用鋅離子為改性劑，用量為顯色黏土的2%～3%質(zhì)量分?jǐn)?shù)；有機(jī)物促進(jìn)劑選用尿素或硫脲，用量為顯色黏土的0.2%～0.5%質(zhì)量分?jǐn)?shù)；功能填料選用高嶺土，用量為8%～12%質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（2）添加具有增強(qiáng)給質(zhì)子能力的金屬陽離子和有機(jī)物促進(jìn)劑，可大大提高顯色黏土的穩(wěn)色性能及CF涂料的發(fā)色強(qiáng)度。

（3）功能填料的使用對提高產(chǎn)品的整體性能具有獨(dú)特的作用。

［1］卜念珍.無碳復(fù)寫紙的發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步［J］.中華紙業(yè)，2000，21（6）：18-22.

［2］孫小然，劉春燕.NCR用活性白土CF涂料的制備及發(fā)色強(qiáng)度［J］.河北理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2002（5）：100-103.

Research on Formulation and Color Development of NCR Paper CF Coatings

MOWen-sheng
（Experiment Station of Science and Technology，Wuping 364300，China）

A CF coatings was prepared by modifying and formulating color developing clay which wasmade from bentonite.The CF coatings had good thixotropy and suitable viscosity.Itwas qualified to air-knife coating.The color developing performances of the CF coatings at different conditions were investigated.Formulation with good performance was selected,and the color developing performance and intensity were improved.

NCR paper；color developing clay；CF coating；color developing intensity

book=4,ebook=102

TS761.1

A 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：1007-2225（2010）02-0023-02

莫文生先生（1964-），工程師，從事科技項(xiàng)目的開發(fā)和非金屬礦的開發(fā)研究工作；電話：0597-4822654，E-mail:wpmws2008@163.com。

2009-11-13（修回）

本文文獻(xiàn)格式：莫文生.無碳復(fù)寫紙CF涂料的配制及發(fā)色性能研究[J].造紙化學(xué)品，2010，22（2）：23-24.