Giấy in nhiệt – giấy in cảm nhiệt – giấy in bill – giấy in hóa đơn nhiệt!

Giấy in nhiệt k80x65 (2)

Giấy in nhiệt là gì?

Giấy in nhiệt (giấy cảm nhiệt) là một loại giấy mịn đặc biệt được phủ một chất liệu. Có công thức để thay đổi màu sắc khi tiếp xúc với nhiệt. Nó được sử dụng trong máy in nhiệt. Đặc biệt trong các thiết bị rẻ tiền như: máy tính số cơ, máy tính tiền và thiết bị quẹt thẻ…

Bề mặt của giấy được phủ một hỗn hợp thuốc nhuộm ở trạng thái rắn và ma trận thích hợp. Ví dụ như sự kết hợp của thuốc nhuộm Fluoran leuco. Khi ma trận được làm nóng trên nhiệt độ nóng chảy của nó. Thuốc nhuộm phản ứng với axit. Chuyển sang dạng có màu. Dạng đã thay đổi sau đó được bảo toàn ở trạng thái bền khi ma trận đông đặc trở lại đủ nhanh. Axit phản ứng trong giấy in nhiệt thường là  bisphenol A (BPA).

Cách nhận biết giấy in nhiệt

Thông thường, lớp phủ sẽ chuyển sang màu đen khi bị nung nóng. Nhưng các lớp phủ chuyển sang màu xanh hoặc đỏ đôi khi được sử dụng. Trong khi nguồn nhiệt mở, chẳng hạn như ngọn lửa, có thể làm đổi màu giấy, thì móng tay vuốt nhanh qua giấy cũng sẽ tạo ra đủ nhiệt từ ma sát để tạo ra dấu.

Giấy in nhiệt nhiều màu lần đầu tiên có mặt vào năm 1993. Với sự ra đời của hệ thống Fuji Thermo-Autochrome (TA). Điều này được tiếp nối vào năm 2007 bởi sự phát triển của  Polaroid’s đối với hệ thống  Zink (“zero-ink”). Cả hai phương pháp này đều dựa vào lớp phủ nhiều lớp với ba lớp nhuộm màu riêng biệt, với các phương pháp khác nhau được sử dụng để kích hoạt độc lập từng lớp.

Lịch sử hình thành

Giấy in nhiệt trực tiếp sớm nhất được phát triển bởi NCR Corporation (sử dụng hóa chất nhuộm) và 3M (sử dụng muối kim loại). Công nghệ NCR đã trở thành công nghệ dẫn đầu thị trường theo thời gian, mặc dù hình ảnh sẽ mờ đi khá nhanh so với công nghệ 3M đắt tiền hơn nhiều nhưng bền.

Giai đoạn 1

  • Texas Instruments đã phát minh ra đầu in nhiệt vào năm 1965, và Silent 700, một thiết bị đầu cuối máy tính có máy in nhiệt, được tung ra thị trường vào năm 1969. Silent 700 là hệ thống in nhiệt đầu tiên in trên giấy nhiệt. Trong suốt những năm 1970, Hewlett-Packard đã tích hợp máy in giấy nhiệt vào thiết kế của máy tính để bàn dòng HP9800 và tích hợp nó vào đầu của thiết bị đầu cuối CRT 2600-series cũng như trong máy vẽ.
  • Trong những năm 1970 và đầu những năm 1980, các nhà sản xuất Nhật Bản (như Ricoh, Jujo và Kanzaki), sử dụng hóa chất dựa trên thuốc nhuộm tương tự, đã hình thành quan hệ đối tác với các nhà sản xuất máy in mã vạch (chẳng hạn như TEC, Sato và những người khác) và nhập mã vạch toàn cầu mới nổi ngành công nghiệp, chủ yếu trong các siêu thị. Các nhà sản xuất Hoa Kỳ như Appleton (người được cấp phép của NCR), Nashua CorporationGraphic Controls và những người khác đã chiến đấu để giành thị phần. Các nhà sản xuất nhãn nhạy cảm với áp suất hàng đầu như Avery Dennison đã trở thành người tiêu dùng chính của giấy in nhiệt trực tiếp cho các ứng dụng nhãn.

Giai đoạn 2

  • Vào cuối những năm 1980 và đầu những năm 1990, chuyển nhiệt, in laser, electrophotography. Đến một mức độ thấp hơn, in phun mực bắt đầu để lấy đi các ứng dụng công nghiệp và mã vạch kho do độ bền tốt hơn. Nhiệt điện tử trực tiếp trở lại mạnh mẽ với hóa đơn bán hàng (máy bơm xăng, máy tính tiền, hóa đơn thuê xe, v.v.).
  • Trong năm 1998, Nintendo đã sử dụng công nghệ giấy nhiệt cho Máy in Game Boy của họ .
  • Năm 2006, bộ phận Systemedia của NCR Corporation đã giới thiệu công nghệ in nhiệt hai mặt, được gọi là “2ST”.

Thành phần hóa học

Bốn loại hóa chất hình ảnh khác nhau được sử dụng trong các loại giấy nhạy cảm với nhiệt. Gồm có: thuốc nhuộm leuco, chất phát triển, chất nhạy cảm và chất ổn định.

Leuco dyes

Các thuốc nhuộm LEUCO sử dụng trong giấy nhiệt trực tiếp thường thuốc nhuộm triaryl methane phthalide. Chẳng hạn như Yamamoto Blue 4450, hoặc thuốc nhuộm fluoran, chẳng hạn như Pergascript Đen 2C. Thuốc nhuộm leuco thứ ba được sử dụng rộng rãi là Crystal violet lactone . Màu đỏ hoặc đỏ tươi có thể đạt được với thuốc nhuộm như Yamamoto Red 40. Màu vàng có thể được tạo ra bằng cách proton hóa pyridin triaryl, chẳng hạn như Copikem Yellow 37. Những thuốc nhuộm này có dạng leuco không màu khi kết tinh hoặc khi ở trong môi trường pH trung tính. Nhưng trở nên có màu khi hòa tan trong chất nóng chảy và tiếp xúc với môi trường axit.

Developers

Thuốc nhuộm Leuco, nói chung, tạo ra ít màu khi nấu chảy trừ khi chúng được nấu chảy cùng với một hoặc nhiều axit hữu cơ. Ví dụ về các axit hữu cơ thích hợp cho giấy nhiệt màu là các phenol như Bisphenol A (BPA) và Bisphenol S (BPS) . Các vật liệu có tính axit thích hợp khác là sulfonyl urê như BTUM và Pergafast 201. Các muối kẽm của axit salicylic được thay thế. Chẳng hạn như kẽm di-tert-butylsalicylate cũng đã được sử dụng thương mại làm chất phát triển.

Sensitizers

Thuốc nhuộm leuco và một chất phát triển, khi được nấu chảy cùng nhau, đủ để tạo ra màu sắc. Tuy nhiên, ngưỡng nhiệt của lớp phủ có chứa các thành phần tạo màu được xác định bởi thành phần nóng chảy thấp nhất của lớp. Hơn nữa, các nhà phát triển và thuốc nhuộm leuco thường trộn lẫn kém khi tan chảy. Để tối ưu hóa nhiệt độ tạo màu và để tạo điều kiện trộn, một hóa chất thứ ba gọi là chất nhạy cảm thường được thêm vào lớp hình ảnh.

Chất gây nhạy cảm thường là các phân tử ete đơn giản như 1,2-bis-(3-metylphenoxy) etan hoặc 2-benzyloxynapthalene. Hai vật liệu này nóng chảy ở khoảng 100°C. Đây là giới hạn thực tế thấp hơn đối với màu nhiệt. Các ete giá rẻ này là dung môi có độ nhớt thấp tuyệt vời cho thuốc nhuộm và nhà phát triển leuco, và điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc hình thành màu ở nhiệt độ xác định rõ và với năng lượng đầu vào tối thiểu.

Stabilizers

Thuốc nhuộm trong giấy nhạy cảm với nhiệt thường không ổn định và trở lại dạng tinh thể. Không màu ban đầu khi bảo quản trong điều kiện nóng hoặc ẩm. Để ổn định thủy tinh siêu bền được tạo thành bởi thuốc nhuộm leuco, chất phát triển và chất nhạy cảm, loại vật liệu thứ tư được gọi là chất ổn định thường được thêm vào giấy in nhiệt. Chất ổn định thường chia sẻ điểm tương đồng với các nhà phát triển. Thường là các phenol đa chức năng phức tạp ức chế sự kết tinh lại của thuốc nhuộm và nhà phát triển, do đó ổn định hình ảnh in.

Giấy nhiều màu

Zink

Vào đầu những năm 2000, Polaroid đã phát triển công nghệ Zink “zero-ink”.Giấy được sử dụng trong máy in ảnh nhỏ gọnNó có một số lớp: lớp nền với chất kết dính nhạy cảm với áp suất tùy chọn. Các lớp nhạy cảm với nhiệt với các sắc tố lục lam, đỏ tươi và vàng ở dạng không màu và lớp phủ bên ngoài. Công nghệ Zink cho phép in các hình ảnh đủ màu chỉ trong một lần in mà không cần đến hộp mực.

Việc xác định màu sắc đạt được bằng cách kiểm soát độ dài và cường độ xung nhiệt. 

Các lớp màu sắc hình thành chứa tinh thể không màu của amorphochromic thuốc nhuộm. Các thuốc nhuộm này tạo thành các vi tinh thể của các chất làm căng không màu của chúng. Chúng chuyển đổi sang dạng có màu bằng cách nấu chảy và giữ lại màu sau khi phân giải. 

Lớp màu vàng là lớp trên cùng, nhạy cảm với các xung nhiệt ngắn của nhiệt độ cao. Lớp màu đỏ tươi nằm ở giữa, nhạy cảm với các xung dài hơn ở nhiệt độ vừa phải. Lớp lục lam ở dưới cùng, nhạy cảm với các xung dài của nhiệt độ thấp. Các lớp được ngăn cách bởi các lớp xen kẽ mỏng, có tác dụng cách nhiệt, điều chỉnh nhiệt lượng.

Lớp phủ bảo vệ

Hầu hết các loại giấy nhiệt trực tiếp yêu cầu một lớp phủ bảo vệ trên cùng để:

  • giảm sự mờ dần của hình ảnh nhiệt do tiếp xúc với tia UV , nước, dầu, mỡ , mỡ lợn , chất béo, chất làm dẻo và các nguyên nhân tương tự
  • giảm mài mòn đầu in
  • giảm hoặc loại bỏ dư lượng từ lớp phủ nhiệt trên đầu in nhiệt
  • cung cấp chỗ neo tốt hơn của mực in uốn dẻo được áp dụng cho giấy nhiệt
  • tập trung nhiệt từ đầu in nhiệt vào lớp phủ đang hoạt động.

Ảnh hưởng sức khỏe và môi trường

Một số giấy in nhiệt được phủ một lớp bisphenol A (BPA). Một chất hóa học được coi là chất gây rối loạn nội tiết.  Vật liệu này có thể làm ô nhiễm giấy tái chế. BPA có thể dễ dàng truyền qua da với một lượng nhỏ:

Khi cầm một tờ hóa đơn bao gồm giấy in nhiệt trong 5 giây. Khoảng 1 μg BPA (0,2–0,6 μg) đã được chuyển đến ngón trỏ và ngón giữa nếu da khá khô. Và nhiều hơn khoảng 10 lần nếu da ngón tay ướt hoặc rất nhờn. Tiếp xúc với một người liên tục chạm vào giấy máy in nhiệt trong khoảng 10 giờ mỗi ngày. Chẳng hạn như ở quầy thu ngân, có thể đạt 71 microgam mỗi ngày. Thấp hơn 42 lần so với lượng tiêu thụ hàng ngày có thể chấp nhận được (TDI) hiện nay.

Mối quan tâm về sức khỏe

Hóa chất BPA được sử dụng cho lớp phủ giấy nhiệt vì tính ổn định và khả năng chịu nhiệt của nó. Điều này cho phép in không cần mực cho các biên lai từ máy tính tiền. Những người thường xuyên tiếp xúc với hóa đơn phủ BPA. Có mức độ BPA trong cơ thể cao hơn những người tiếp xúc bình thường. Do đó, Hạt Suffolk ở New York đã ký nghị quyết cấm BPA trong các giấy tờ nhận nhiệt. Vi phạm luật mới này, “Đạo luật trượt bán hàng an toàn hơn”, sẽ bị phạt 500 đô la Mỹ. Luật có hiệu lực từ ngày 3 tháng 1 năm 2014.

Gần đây BPS một chất tương tự của BPA. Đã được chứng minh là có hoạt tính estrogen in vitro tương tự như BPA. Đã được sử dụng trong lớp phủ giấy nhiệt. Việc tái chế giấy in nhiệt có phủ BPS có thể đưa BPS vào chu trình sản xuất giấy và gây ô nhiễm BPS cho các loại sản phẩm giấy khác.

Nguồn: https://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_paper

Trả lời

Gọi
Chỉ đường