無碳復寫紙質(zhì)量檢驗影響因素

1、無碳復寫紙質(zhì)量檢驗影響因素張清文(中國制漿造紙工業(yè)研究所, 北京, 100020)摘 要 研究檢驗無碳復寫紙顯色性能及耐光性時, 如何使檢驗結果準確可靠的方法。關鍵詞 無碳復寫紙 顯色靈敏度 顯色密度 耐光性無碳復寫紙是一種壓敏記錄紙, 經(jīng)打印或復寫后顯色, 適用于辦公室自動化和各種帳單、 票據(jù), 具有使用方便、 整潔, 而且不易涂改和 偽造等特點。因此自 50 年代問世以來, 就在全 世界得到廣泛的應用。我國從 70 年代開始引進 生產(chǎn)技術, 從無到有, 并在 90 年代得到迅猛發(fā) 展, 生產(chǎn)廠家達 36 家, 年生產(chǎn)能力達 12 萬噸。 全國造紙標準化中心于 1993 年下半年開始制 訂無

2、碳復寫紙國家標準, 并于 1995 年通過國家 標準審查。無碳復寫紙國家標準將于 1998 年5 月正式實施。 國家紙張質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心自1994 年開始依據(jù)無碳復寫紙國家標準報批 稿進行無碳復寫紙質(zhì)量檢驗。 在大量的檢驗過程中發(fā)現(xiàn), 有許多因素影響檢驗結果。 由于顯 色性能和耐光性的檢驗都在動態(tài)的發(fā)展過程中 進行的, 還由于某些方法規(guī)定不詳盡、 或儀器本身的不精密等, 使檢驗結果容易產(chǎn)生誤差。筆者主要對以下影響檢驗結果的幾個方面作了研色差的百分比值:顯色靈敏度= E 0 E 1 ×100%或 D 0 D 1 ×100%耐 光性: 耐光性=100%( E 1 - E i )

3、E 1 ×E 0 顯色 5 m in 后試樣顯色處與未顯色處的色差E 1 顯色 24 h 試樣顯色處與未顯色處的 色差D 0 顯色 5 m in 后試樣顯色處與未顯色的 顯色密度差D 1 顯色 24 h 后試樣顯色處與未顯色處 的顯色密度差E i 光老化 144 h 后試樣顯色處與顯色24 h 后顯色處的色差2儀器測量 L 3 a3YQ 2Z248A白度顏色測定儀:31976 均勻色空間。反射光密度計 GR E TA G D 122, 測量顯色b究。 通過研究,小誤差的方法,找出誤差產(chǎn)生的原因, 提出減以使檢驗結果準確可靠。密度。ST 292 型照度計。486 計算機及 E P SO

4、N L Q 21600K 打印機、2401 四通打字機老化燈箱: 采用熒光燈, 燈與試樣距離約1定義顯色密度:無碳復寫紙顯色 24 h 后色跡的密度值或色差。顯色速度: 無碳復寫紙顯色任一瞬間時的 色跡密度或色差與放置 24 h 后色跡的密度或 色差的百分比值。顯色靈敏度: 無碳復寫紙顯色 5 m in 后色 跡的密度或色差與放置 24 h 后色跡的密度或為 100 mm ,使被試樣面上的照度達 ( 3400±2 0 0 ) L u x , 燈 箱 尺 寸 為 9 0 0mm × 6 0 0mm ×收稿日期: 1998204229 ( 修改稿)1998 年 11

5、月C h ina P u lp & P ap e r·23·511不同的打印機最佳顯色效果不同, 如對C FB 紙, 用 E P SON L Q 21600K 打 印 機 顯 色,# 1 # 6 樣品最佳顯色效果的顯色密度分別為0176、0165、0190、019、0195、0181, 對于 2401打字機為 0174、0171、0191、0194、0194、0183。512對于同一打印機, 不同的紙厚調(diào)整檔顯色效果不同,對于 E P SON L Q 21600K 打印機第圖 1 老化燈箱結構示意圖四檔顯色效果最好, 對于 2401 打字機, 第二檔顯色最好。513

6、 無碳復寫紙國家標準上規(guī)定無碳復寫600mm , 結構見圖 1。3試樣紙顯色時, 調(diào)節(jié)打印壓力至最重檔,但是E P 2本次試驗采用 6 個不同廠家生產(chǎn)的無碳復寫紙, 每個紙樣包括 CB、C FB、C F 3 聯(lián)。SON L Q 21600K 中英文打印機操作手冊說明“為適應不同厚度的紙張, 打印機裝有一個可以 設定 8 個位置的紙厚調(diào)整桿”, 并推薦 3 頁紙時, 紙厚調(diào)整桿位置為 4; 2401 四通打字機使用說明上說明“M S22401 的左內(nèi)側有一個紙 厚調(diào)節(jié)搬手, 共分 4 檔位置, 用它來調(diào)整打印 頭與滾筒之間的距離, 用戶應根據(jù)紙張厚薄和打印份數(shù)來決定其間距, 這樣做的目的是為了

7、保護打印頭上的撞針”。從上面的說明可以看出, 紙厚調(diào)整桿 (紙 厚調(diào)節(jié)搬手) 的檔越低, 打印頭與滾筒間的距 離越近, 但并沒有說明打印壓力的大小。 從試驗結果看, E P SON L Q 21600K 打印機的顯色最 佳檔在第四檔, 2401 四通打字機的最佳檔在第二檔。 在試驗過程中應根據(jù)不同的打印機及不 同的打印層數(shù), 選擇合適的檔以使打印后顯色效果最好。4無碳復寫紙結構及顯色原理無碳復寫紙是壓敏紙的一種, 它是化學反應型的涂布加工紙, 目前我國使用較多的是耦 合型。 本次試驗采用的紙樣都是耦合型。 它主要包括 3 層紙:CB 紙、C FB 紙、C F 紙。CB 紙: 紙的背面涂有微膠囊

8、,發(fā)色劑。微膠囊里有C FB 紙:紙的正面涂顯色劑,背面涂微膠囊。C F 紙: 紙的正面涂顯色劑。結構見圖 2。6 CF 與 CB 分離時間對顯色密度的影響無碳復寫紙經(jīng)打印后, 微膠囊破裂, 發(fā)色劑與顯色劑發(fā)生反應, 使 C F 紙顯色, 由于發(fā)色 劑的轉移有一個過程, 在較短的時間內(nèi), 發(fā)色 劑與顯色劑并沒有完全發(fā)生反應。對 C F 和 CB 試樣分別進行顯色后立即分離及顯色 24 h 后圖 2 無碳復寫紙結構示意圖5無碳復寫紙顯色、打印機或打字機紙厚調(diào)整檔的選擇分離試驗,表 1。測量其 24 h 時的顯色密度, 結果見無碳復寫紙的顯色采用 24 針電動打印機打 印顯色。 本次試驗采用 E

9、P SON L Q 21600K和 2401 四通打字機在 6 種紙樣進行顯色對比從表 1 可以看出, 無碳復寫紙顯色后立即試驗,24 h 后測定其顯色密度。分離與 24 h 后分離,其色差存在差異, 范圍為0 1 3 8 6 1 7 6 , 與 立 即 分 離 的 色 差 百 分 比 為中國造紙 第 6 期對結果進行對比分析, 發(fā)現(xiàn):·24·© 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 表 1C FB 紙C F 紙24h 立即分離 分離立即

10、 24h分離 分離68176 6210055125 5415777187 7712170102 6619570198 6718767187 66145差值 百分比差值 百分比# 1# 2# 3# 4# 5# 668170 65197 217365149 63194 115578114 77161 015376142 74114 211878127 77189 013867155 62189 41664112140172190157146176016801663107311111421019112019416416211圖 4 無碳復寫紙 30m in 的顯色發(fā)展過程與時間的關系為:015% 1

11、019% 。 而標準中并未規(guī)定顯色后的分離時間, 由于無碳復寫紙在使用過程中一般 是打印后, 即撕下其中的一聯(lián)或幾聯(lián), 為了避 免不同的操作方法, 產(chǎn)生不同的檢驗結果, 結合無碳復寫紙的實際使用情況, 建議在檢驗過(1)y t = a 1 + b ln ty t 表示第 t m in 的顯色速度a 1 表示第 1 m in 的顯色速度b 表示顯色速度系數(shù)t 表示第 t m in第 5 m in 的顯色靈敏度可以表示為程中,分離。無碳復寫紙顯色后 CB 紙與 C F 紙立即7無碳復寫紙的顯色發(fā)展過程(2)y 5 = a 1 + b ln 5分 別 對 5 個 樣 品 顯 色 后 連 續(xù) 測 定,

12、2C FB 樣品為例, 作圖 3。以由式 (1) 可以計算出任一時間的顯色速度,這一點的顯色速度與第 5 m in 的顯色靈敏度的 差值則可表示為:t(3)y = b ln5由于在檢驗過程中, 檢驗顯色靈敏度需一定的時間, 從式 (3) 可以計算出任一時間與第5 m in 的顯色靈敏度的差值, 結果見圖 5。圖 3 2 C FB 紙顯色發(fā)展過程由式 (3) 可以看出,b 值反應誤差的大小;從圖 3 可以看出, 1 30 m in 是一個顯色發(fā)展迅速的過程, 4 h 后顯色基本完成, 并保持 穩(wěn)定。 而顯色靈敏度是顯色 5 m in 后的顯色密度與 24 h 的顯色密度的百分比。 由于在 5 m

13、 in這一點顯色發(fā)展迅速, 使檢驗結果易產(chǎn)生誤差。 為了盡可能地減少誤差, 使檢驗結果可靠, 筆者著重對 1 30 m in 的顯色過程進行分析。 5個樣品的顯色發(fā)展過程見圖 4。從圖 4 可以看出, 1 30 m in 內(nèi)顯色速度與 時間呈對數(shù)關系, 對 6 個樣品的 1 30 m in 的 數(shù)據(jù)進行回歸, 可以得到, 1 30 m in 顯色速度圖 5第 t m in 顯色速度與第 5 m in 顯色靈敏度的差值圖1998 年 11 月C h ina P u lp & P ap e r·25·© 1994-2013 China Academic Jou

14、rnal Electronic Publishing House. All rights reserved. 不同的紙, b 值不同, 誤差也不同; b 值越大, 因時間產(chǎn)生的誤差也越大。對同一種紙,| t-5| 越大, 誤差越大。延遲 1 m in , 誤差范圍為 012% 216% ;延遲 2 m in , 誤差范圍為 013% 418% ;提 前 1- 312% ;m in ,誤 差 范 圍 為 -012%提 前 2 m in , 誤 差 范 圍 為 -015%- 713% 。 提前檢驗的結果比延遲檢驗產(chǎn)生的誤差大。因此, 在實際檢驗過程中, 要求縮短檢驗 時間。假設檢驗顯色靈敏度所需時

15、間為 T , 則在 (5- T 2) (5+ T 2) 的時間內(nèi)檢驗, 檢驗誤 差最小。圖 7中間燈管光照度分布示意圖8耐光性耐光性是無碳復寫紙使用性能的一個重要指標。 耐光性的檢驗是通過熒光燈照射加速老 化進行的。由于老化燈箱的光源光照不均勻性, 使檢驗結果產(chǎn)生誤差。 因此有必要對光源條件 及光照強度與耐光性關系進行研究。圖 8內(nèi)側燈管光照度分布示意圖811mm ,812試 驗 條 件: 燈 與 試 樣 的 距 離 約 為 100老化時間為 144 h。 燈箱尺寸見圖 1。 燈箱的光線分布燈箱測試平面尺寸為 850mm ×550mm , 把整個平面進行分割, 形成 126 個 60

16、mm ×60mm的單元, 分別對 1 根、2 根、3 根燈管在平面上 的照度進行測試, 照度分布見圖 6 10。從圖 6 10 可以看出, 1 根、2 根、3 根燈管的光照照度在測試平面上的分布是很不均勻圖 9 內(nèi)外兩側燈管光照照度分布示意圖的, 1 根燈管的光照照度分布呈單峰形; 2 根燈管光照照度分布呈雙峰形, 坡形都較陡; 3 根燈 管光照照度分布呈三峰形, 中間峰較兩側峰稍高, 但不太明顯。 從 1 根和 2 根燈管光照條件 看, 并不能滿足試驗所需的光照條件。 隨著燈管數(shù)量的增加, 3 根燈管的光照均勻度略有增 加, 部分光照區(qū)域能滿足試驗要求, 該區(qū)域是中國造紙 第 6

17、期圖 6 外側燈管光照照度分布示意圖·26·© 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 一個環(huán)形帶, 面積約為整個平面面積的 12% 。在此條件下如何測試是下面要研究的問題。各點樣品隨位置變化的耐光性曲線。圖 12814解決的方法可以有兩種:1) 所有的條件都不變, 測量并找出符合實 驗條件的環(huán)形區(qū)域, 試驗時被測樣品嚴格控制 在該區(qū)域內(nèi)。 由于該環(huán)形區(qū)域較窄, 而顯色試圖 10 3 根燈管光照照度分布示意圖813照度與耐光性的關系在整個燈

18、箱的光照平面進行光老化試驗, 所得結果與相應的照度作耐光性與光照照度關 系圖, 結果見圖 11。樣的面積一般為 40mm ×120mm ,老化時不要把整個樣品老化, 需裁開, 分布在合適的點進行老化。但試樣仍處于照度變化較大的區(qū)域, 試 驗結果產(chǎn)生誤差的可能性大。2) 從圖 11 可以看出, 峰頂?shù)钠滦屋^緩, 照 度變化較小。從圖 12 可以看出在該區(qū)域, 耐光 性隨位置的變化的曲線較為平直。 這就給我們一個啟示, 可適當增大燈管與平面之間的距離,使峰頂?shù)恼斩仍?3400L u x 左右, 把樣品放在該 區(qū)域進行老化試驗。 其結果產(chǎn)生誤差的可能性小。圖 11 耐光性與照度關系圖耐光性

19、與照度呈較好的線性關系,行回歸, 回歸方程如下:y 1 = - 0100747x + 86107由式 (4) 可計算出x = 3400L u x 時, y = 60167% x = 3600L u x 時, y = 59118% x = 3200L u x 時, y = 62117%對其進(4)9結論911無碳復寫紙顯色時, 要根據(jù)不同的打印機及不同的打印層數(shù)選擇合適的調(diào)整檔, 以使顯 色效果最好。即照度每變化 100L u x , 耐光性的變化值為01747, 相對于 3400L u x 時的耐光性 60167% ,變化 112% 。 照度較小的變化對耐光性影響較912無碳復寫紙顯色后,即分

20、離。C F 紙與 CB 紙要立913在檢驗顯色靈敏度時, 盡可能在最短的時間內(nèi)完成檢驗。914光源照度的較小變化對耐光性的結果影 響較小。915老化燈箱光源分布存在不均勻性, 為了保小。因此, 滿足(3600±200) L u x 的區(qū)域,其光老化的結果是可靠的。但是, 從圖 10 可以看到, 滿足 3400L u x ±200L u x 的區(qū)域是一個環(huán)形帶, 處于坡形較陡的 區(qū)域。 在該區(qū)域, 位置的細小變化, 都會引起照度的較大變化, 在該區(qū)域內(nèi)的點與其四周各點照度變化范圍為- 1160 560L u x , 這樣大的 變化對耐光性影響較大。圖 12 為整個平面上的a

21、)證結果準確可靠, 可采取兩種方法:光源條件不變, 選擇合適的區(qū)域, 分布多點進行老化;b ) 增大燈與測試平面的距離, 使照度峰頂區(qū)域的照度約為 3400L u x , 樣品放在該區(qū)域進行試·27·1998 年 11 月C h ina P u lp & P ap e r© 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 技術委員會起草2 無碳復寫紙顯色后耐光壽命的評價試驗報告, 全國造紙 標準化技術委員會起草, 1994 年 3 月驗。

22、前者產(chǎn)生誤差的可能性比后者大。參 考 文 獻1 無碳復寫紙國家標準及標準驗證報告, 全國造紙標準化In f luen ce Fa c tor on Te st in g Qua l ity of Ca rbon le ss Copy Pa perZh an g Q in gw en(P u lp and P ap e r I nd u s t r ia l R esea rch I ns t itu te of C h ina , B e ij ing ,100020)A B ST RA C T T h is p ap e r fo cu se s o n how to en su re th

23、 e accu racy o f th e te st ing re su lt s w h en th e im age deve lopm en tp rop e r ty and th e stab ility o f th e deve lop ed im age to ligh t o f ca rbo n le ss cop y p ap e r a re te sted.KE YW O RD S ca rbo n le ss cop y p ap e r, sen sib ility o f im age deve lopm en t, im age den sity, stab

24、 ility o f im age to ligh t·消息·國家教育部確定湖南輕工業(yè)高等?？茖W校 “造紙工藝及質(zhì)量控制”專業(yè)為產(chǎn)學結合教學改革第一批試點專業(yè)湖 南 輕 工 業(yè) 高 等 專 科 學 校 為 培 養(yǎng) 跨 世 紀 的 高 素質(zhì)、 強能力的綜合性造紙專業(yè)人才, 積極進行教學改 革。誠邀造紙界專家成立顧問委員會, 借鑒加拿大社區(qū) 學院 CB E DA CUM 模式, 精心制訂了完整的造紙專業(yè) 的DA CUM 研究表, 據(jù)此進行改革。經(jīng)教育部專家組實 地考察, 認為該頂改革培養(yǎng)目標定位準確, 崗位針對性 強, 切合本省和本行業(yè)的需要。專家組同時認為該校校 系管理規(guī)范, 嚴格有序; 專職兼職教師隊伍健全; 有熟 悉專業(yè)技術、教學經(jīng)驗豐富、工程實踐能力較強、熱心教學改革的專業(yè)帶頭人, 又有一批中青年骨干教師; 校內(nèi)實驗實踐基地較