감열지

Thermal paper
감열지에 인쇄된 영수증.용지에 가까운 열원에 의해서 용지가 착색됩니다.
서멀 FAX기용 용지 롤.

감열지(감사 롤이라고도 함)는 열에 노출되면 색이 변하도록 배합된 재료로 코팅된 특수 미세지입니다.이것은 서멀 프린터, 특히 기계, 계산기, 신용카드 단말기 추가와 같은 저렴하거나 가벼운 기기에 사용됩니다.

종이의 표면은 염료와 적절한 매트릭스의 고체 혼합물로 코팅되어 있습니다. 예를 들어 불소 류코 염료의 조합입니다.매트릭스가 녹는점 이상으로 가열되면 염료가 산과 반응하여 색상으로 전환되고 매트릭스가 충분히 빨리 응고되면 변화된 형태가 준안정 상태로 보존됩니다.감열지의 반응물은 비스페놀A(BPA)인 경우가 많습니다.

보통 열을 가하면 코팅이 검게 변하지만 파란색이나 빨간색으로 변하는 코팅이 사용되기도 합니다.불꽃과 같은 열원에 의해 용지가 변색될 수 있지만, 종이의 손톱을 빠르게 긁으면 마찰로 인해 충분한 열이 발생하여 얼룩이 생깁니다.

다색 감열지는 1993년 후지 서모 오토크롬([1]TA) 시스템의 도입으로 처음 도입되었습니다.그 뒤를 이어 2007년 폴라로이드가 징크(Zink, 제로잉크)[2] 시스템을 개발했다.이 두 가지 방법 모두 3개의 개별 색칠 층이 있는 다층 코팅에 의존하며, 각 층의 독립적인 활성화에 사용되는 다른 방법을 사용합니다.

역사

최초의 직접 감열지는 NCR Corporation(염료 화학 사용)과 3M(금속 염 사용)에 의해 개발되었습니다.NCR 기술은 시간이 지남에 따라 시장의 선두주자가 되었지만, 훨씬 더 비싸지만 내구성이 뛰어난 3M 기술에 비해 이미지가 빠르게 퇴색될 것입니다.

텍사스 인스트루먼트는 1965년에 서멀 프린트 헤드를 발명했고, 서멀 프린터가 장착된 컴퓨터 단말기 사일런트 700은 1969년에 시장에 출시되었습니다.사일런트 700은 감열지에 인쇄된 최초의 서멀 프린트 시스템입니다.1970년대에 Hewlett-Packard는 감열지 프린터를 HP9800 시리즈 데스크톱 컴퓨터의 설계에 통합하고 2600 시리즈 CRT 단자 및 플로터에 통합했습니다.

1970~1980년대 초, 일본의 생산자(리코, 주조, 칸자키 등)는, 같은 염료계 화학을 사용해 바코드 프린터 제조사(TEC, 사토 등)와 제휴해, 슈퍼마켓을 중심으로 신흥 글로벌 바코드 업계에 진출했다.애플턴(NCR 라이선스 계약자), 나슈아, 그래픽 컨트롤 등 미국 생산업체들은 시장 점유율을 확보하기 위해 싸웠다.Avery Dennison과 같은 압력에 민감한 라벨 생산업체는 라벨 용지에 직접 감열지를 사용하는 주요 소비자가 되었습니다.

1980년대 후반과 1990년대 초반에는 열전사, 레이저 인쇄, 전자 사진술이 사용되었으며, 내구성 향상으로 인해 잉크젯 인쇄는 산업용 및 창고용 바코드 애플리케이션을 없애기 시작했습니다.다이렉트 서멀은 판매 시점 영수증(휘발유 펌프, 계산기, 렌터카 영수증 등)으로 강한 상승세를 보였다.

1998년 동안, 닌텐도의 게임 보이 프린터에 열상 지보다 기술을 사용했다.

2006년에 외관 공사의 Systemedia 사단 양면 열 기술"2ST"라고 불리는 소개했다.

화학

영상 화학 물질의 네가지 종류 감온 서류:류코 염료, 개발자 sensitizers과 안정제에 사용된다.[3]

Leuco 물감
야마모토 블루 4450 같은 Pergascript 블랙 2도 등 류코 직접 염료 열 종이에 사용된다 보통triaryl 메탄phthalide 염료, 또는fluoran 염료,.세번째 널리 사용되는 건염 염료는 결정 바이올렛 락톤.또는 마젠타 빨간 색 야마모토 레드 40 같은 염료들과 달성할 수 있다.노란 색은 트리 아릴의 피리딘의 Copikem 옐로우 37과 같은 양자를 부가함.에 의해 제작될 수 있다.때 결정되거나 pH중성 환경을 꽃에서 녹이고는 산성 환경에 노출된 용해된 이러한 염색,지만 색이 된 무색 leuco 형태를 띤다.
개발자
지 않는 한 그들은 하나 이상의 유기산과 함께 녹을 때 녹Leuco 염료, 일반적으로 색깔을 제공한다.비스페놀 A(BPA)과 비스페놀 S(-나라) 같은 유기산의 예로는thermochromic 보고서를 위해 적합하다 페놀.BTUM과 Pergafast 201과 같은 다른 적합한 산성 물질들이 있다.sulfonyl ureas.아연 di-tert-butylsalicylate 같은 대체 살리실산의 산,의 아연염 또한 상업적으로 개발자들로서 사용되어 왔다.
Sensitizers
Aleuco은 염료와 개발자 함께 연결했을 때 녹, 색을 생산하기에 충분하다.하지만, 피복 계층은colorizing 부품으로 구성된 반조립 상태의 열적 임계값은 다음 계층의 낮은 녹는 구성 요소에 의해 결정된다.게다가, 현상제와 류코 염료는 녹을 때 잘 섞이지 않습니다.색채화 온도를 최적화하고 혼합을 용이하게 하기 위해 감광제라고 하는 세 번째 화학 물질이 일반적으로 이미징 층에 추가됩니다.감작제는 일반적으로 1,2-비스-(3-메틸페녹시)에탄 또는 2-벤질록시냅탈렌과 같은 단순 에테르 분자이다.이 두 재료는 약 100°C에서 녹는데, 이는 열 착색에 대한 실질적인 하한치입니다.이러한 저비용 에테르는 류코 염료 및 현상제를 위한 뛰어난 저점도 용제이며, 이는 명확한 온도와 최소한의 에너지 입력으로 발색을 용이하게 합니다.
스태빌라이저
열에 민감한 종이의 염료는 종종 불안정하며 덥거나 습한 [4]환경에서 보관하면 원래 무색의 결정 형태로 돌아갑니다.류코 염료, 현상제 및 감광제에 의해 형성되는 준안정 유리를 안정시키기 위해 안정제라고 불리는 네 번째 유형의 물질이 감열지에 첨가되는 경우가 많습니다.스태빌라이저는 종종 현상제와 유사점을 공유하며, 종종 염료 및 현상제의 재결정화를 억제하는 복합 다기능 페놀로 인쇄 이미지를 안정시킵니다.

색종이

2000년대 초에 폴라로이드는 징크 제로잉크 [5]기술을 개발했다.용지는 콤팩트 포토 프린터로 사용됩니다.여러 층으로 구성되어 있습니다.옵션의 감압 접착제가 있는 백 레이어, 시안, 마젠타, 황색 안료가 무채색인 감열 레이어, 오버코트입니다.Zink 테크놀로지에 의해, 잉크 카트리지 없이, 풀 칼라 화상을 1 패스로 인쇄할 수 있습니다.컬러 어드레싱은 열 펄스 길이와 [6]강도를 제어함으로써 이루어집니다.색을 형성하는 층은 아모르포크로믹 염료의 무색 결정을 포함한다.이 염료들은 무색 호변이체의 미세 결정을 형성하는데, 이는 녹아서 착색된 형태로 전환되고 분해 [7]후에도 색을 유지합니다.노란색 층은 가장 위에 있는 층으로 고온의 짧은 열 펄스에 민감합니다.마젠타층은 중간이며 적당한 온도의 긴 펄스에 민감합니다.시안층은 바닥에 있으며 저온의 긴 펄스에 민감합니다.층은 단열재로 작용하여 열 처리량을 조절하는 얇은 [8]인터레이어로 구분됩니다.

보호 코팅

대부분의 직접 감열지에는 다음을 위해 보호 탑코팅이 필요합니다.

  • 자외선, 물, 기름, 그리스, 기름, 지방, 가소제 및 유사한 원인에 노출되어 발생하는 열상 퇴색을 감소시킨다.
  • 프린트 헤드 마모를 줄이다
  • 서멀 프린트 헤드의 서멀 코팅의 잔류물을 줄이거나 제거합니다.
  • 감열지에 도포된 플렉시블 인쇄 잉크를 보다 잘 고정할 수 있도록 한다.
  • 서멀 프린트 헤드의 열을 활성 코팅에 집중시킨다.

건강과 환경에 대한 우려

일부 감열지는 내분비 [9][10]교란물질로 간주되는 화학물질인 BPA로 코팅되어 있습니다.이 물질은 재생지를 [11][12]오염시킬 수 있습니다.BPA는 소량으로 피부에 쉽게 전달될 수 있습니다.

감열인쇄용지로 구성된 영수증을 5초간 쥐었을 때 피부가 다소 건조할 경우 약 1μg의 BPA(0.2~0.6μg)가 검지와 가운데 손가락에 전달되었고, 이 손가락이 젖거나 매우 기름진 경우에는 이보다 약 10배 더 많이 전달되었다.현금 등록기 등 감열 프린터 용지를 하루에 10시간 정도 반복해서 만지는 사람에게 노출되는 양은 현재 허용 가능한 일일 섭취량(TDI)[13]의 42배인 71마이크로그램에 이를 수 있습니다.

화학 비스페놀 A(BPA)는 안정성과 내열성 때문에 감열지 코팅에 사용됩니다.이것에 의해, 계산대에서 영수증을 잉크 없이 인쇄할 수 있습니다.BPA 코팅 영수증에 자주 접촉하는 사람들은 평균 접촉자보다 신체에서 더 높은 수준의 BPA를 가지고 있다.따라서 뉴욕 서퍽 카운티는 열 영수증 서류에서 BPA를 금지하는 결의안에 서명했습니다.이 새로운 법률인 "Safer Sales Slip Act"를 위반하면 미화 500달러의 벌금이 부과됩니다.이 법은 2014년 [14]1월 3일부터 시행되었다.

최근에는 BPA와 [15][16]유사한 체외 에스트로겐 활성을 보이는 BPA의 유사물질인 비스페놀S(BPS)가 감열지 코팅에 사용되고 있다.BPS가 코팅된 감열지를 재활용하면 BPS가 용지 생산 주기에 도입되어 다른 종류의 종이 [12]제품에 BPS 오염을 일으킬 수 있습니다.

"페놀 프리"로 요소 기반 화합물 또는 비타민-c를 [17][18]사용하는 새로운 제제를 구입할 수 있습니다.요소 기반과 같은 페놀 프리 변종은 인쇄 품질이 비슷하거나 개선될 수 있지만 비용이 더 들 수 있습니다.

레퍼런스

  1. ^ 미국 특허 5,216,438, S사가 감열기록매체에 풀컬러 이미지를 광학 및 열적으로 기록하기 위한 다이렉트 컬러 열인쇄 방법.나카오, N. 카츠마, A.후지 포토 필름 주식회사 나가타(1993) 미국 특허 5,216,438
  2. ^ 미국 특허 7,166,558, 서멀 이미징 시스템, Bhatt 등, (2007) 미국 특허 7,166,558
  3. ^ 류코 물감의 화학 및 응용, ed.Ramaiah Muthyala, 뉴욕 플레넘 프레스, 페이지 125-203(1997)
  4. ^ "How to properly store thermal paper". 30 January 2017.
  5. ^ 미국 특허 7,166,558, 서멀 이미징 시스템, Bhatt 등, (2007)
  6. ^ "How Ink-free Mobile Photo Printers Work". howstuffworks.com. 24 June 2008.
  7. ^ Peter Bamfield; Michael G. Hutchings (2010). Chromic Phenomena: Technological Applications of Colour Chemistry. Royal Society of Chemistry. p. 114. ISBN 978-1-84755-868-8.
  8. ^ "THERMAL IMAGING SYSTEM". freepatentsonline.com.
  9. ^ Babu, S., Uppu, S. N., Martin, B., Agu, O. A., & Uppu, R. M. (2015). "Unusually high levels of bisphenol A (BPA) in thermal paper cash register receipts (CRs): development and application of a robust LC-UV method to quantify BPA in CRs". Toxicology Mechanisms and Methods. 25 (5): 410–6. doi:10.3109/15376516.2015.1045661. PMID 26024012. S2CID 20335285.{{cite journal}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  10. ^ Liao C, Kannan K (August 2011). "High levels of bisphenol A in paper currencies from several countries, and implications for dermal exposure". Environ. Sci. Technol. 45 (16): 6761–8. Bibcode:2011EnST...45.6761L. doi:10.1021/es200977t. PMID 21744851.
  11. ^ Fukazawa h, H. K.; Hoshino, K.; Shiozawa, T.; Matsushita, H.; Terao, Y. (2001). "Identification and quantification of chlorinated bisphenol a in wastewater from wastepaper recycling plants". Chemosphere. 44 (5): 973–979. Bibcode:2001Chmsp..44..973F. doi:10.1016/S0045-6535(00)00507-5. PMID 11513431.
  12. ^ a b Pivnenko, Kostyantyn; Pedersen, G.A.; Eriksson, E.; Astrup, T.F. (2015). "Bisphenol A and its structural analogues in household waste paper" (PDF). Waste Management. 44: 39–47. doi:10.1016/j.wasman.2015.07.017. PMID 26194879.
  13. ^ Biedermann, Sandra; Tschudin, Patrik; Grob, Koni (September 2010). "Transfer of bisphenol A from thermal printer paper to the skin". Analytical and Bioanalytical Chemistry. 398 (1): 571–576. doi:10.1007/s00216-010-3936-9. PMID 20623271. S2CID 7412010.
  14. ^ "BPA Cash Register Roll Ban Enforced In Suffolk County". Retrieved 6 December 2015.
  15. ^ Viñas, R.; Watson, C. S. (2013). "Bisphenol S Disrupts Estradiol-Induced Nongenomic Signaling in a Rat Pituitary Cell Line: Effects on Cell Functions". Environmental Health Perspectives. 121 (3): 352–8. doi:10.1289/ehp.1205826. PMC 3621186. PMID 23458715.
  16. ^ Ji, K.; Hong, S.; Kho, Y.; Choi, K. (2013). "Effects of Bisphenol S Exposure on Endocrine Functions and Reproduction of Zebrafish". Environmental Science & Technology. 47 (15): 8793–8800. Bibcode:2013EnST...47.8793J. doi:10.1021/es400329t. PMID 23806087.
  17. ^ "Phenol Free Thermal Paper Rolls". thermalroll.com. 6 January 2022.
  18. ^ "The Surprising Benefits and Pitfalls of BPA-Free Thermal Paper Rolls". paperrollproducts.com. 31 May 2017.

외부 링크