رول حرارتی چیست؟

رول حرارتی  یک کاغذ ریز ویژه  است که با موادی طراحی شده است که هنگام قرار گرفتن در معرض گرما تغییر رنگ می دهد. در چاپگر های حرارتی ، به ویژه دراتصال تجهیزات ارزان و سبک وزن مانند دستگاه های خود پرداز(ATM)، دستگاه های کارتخوان(POS)، لیبل پرینتر ها

سطح کاغذ با مخلوط حالت جامد رنگ و ماتریس مناسب پوشیده شده است. به عنوان مثال ترکیب  رنگ فلوئور روکو .هنگامی که ماتریس بالاتر از نقطه ذوب خود گرم می شود، رنگ با اسید واکنش می دهد و به شکل رنگی خود باز می گردد و زمانی که ماتریس سریعاً جامد می شود، شکل تبدیل شده در حالت فراپایدار حفظ می شود. اسید واکنش دهنده در کاغذ حرارتی اغلب بیسفنول (BPA) است.

با ایجاد حرارت در فاصله نزدیک می توان تغییر رنگ را در رول حرارتی مشاهده کرد

به طور معمول، پوشش هنگام گرم شدن سیاه می شود، اما گاهی اوقات از پوشش هایی استفاده می شود که آبی یا قرمز می شوند. در حالی که یک منبع گرمای باز، مانند شعله، می تواند کاغذ را تغییر رنگ دهد، میخی که به سرعت روی کاغذ کشیده می شود، اغلب گرمای کافی برای ایجاد علامتی از اصطکاک ایجاد می کند.

کاغذ حرارتی چند رنگ اولین بار در سال 1993 با معرفی سیستم فوجی ترمو اتوکروم (TA) در دسترس قرار گرفت.این امر با توسعه سیستم روی (“جوهر صفر”) توسط Polaroid در سال 2007 انجام گرفت. هر دوی این روش‌ها بر روی پوشش‌های چند لایه با سه لایه رنگرزی مختلف تکیه می‌کنند که از روش‌های مختلف برای فعال‌سازی مستقل هر لایه استفاده می‌کنند.

تاریخچه

اولین کاغذهای حرارتی مستقیم توسط NCR Corporation با استفاده از رنگ شیمیایی با استفاده از نمک های فلزی ساخته شدند.

فناوری NCR با گذشت زمان به رهبر بازار تبدیل شد، هر جند که تصویر خیلی زودتر از نمونه گرانتر آن محو می شد.

Texas Instruments در سال 1965 هد چاپ حرارتی را اختراع کرد و ترمینال کامپیوتر با چاپگر حرارتی،Silent 700 در سال 1969 به بازار عرضه شد. Silent 700 اولین سیستم چاپ حرارتی بود که روی کاغذ حرارتی چاپ کرد.

در طول دهه 1970، Hewlett-Packard چاپگرهای کاغذ حرارتی را در طراحی کامپیوترهای رومیزی سری HP9800 خود ادغام کرد.و آن را در پایانه های CRT سری 2600 و همچنین پلاترها ادغام کرد.

در دهه 1970 و اوایل دهه 1980، تولیدکنندگان ژاپنی (مانند: ریکو، جوجو و کانزاکی) با استفاده از علم شیمی مبتنی بر رنگ مشابه و با همکاری تولیدکنندگان چاپگر بارکد (مانند: TEC، Sato، و دیگران) و در حال ظهور بارکد جهانی را ابداع کرد.

تولیدکنندگان آمریکایی مانند APPLETON (دارنده مجوز NCR)،شرکت Nashua، Graphic Controls و دیگران برای به دست آوردن سهم بازار مبارزه کردند.تولید کنندگان عمده برچسب حساس به فشار مانند Avery Dennison به مصرف کنندگان اصلی کاغذ حرارتی مستقیم برای کاربردهای برچسب تبدیل شدند.

در اواخر دهه 1980 و اوایل دهه 1990 انتقال حرارتی، چاپ لیزری، الکتروفوتوگرافی، و تا حدی چاپ جوهر افشان به دلیل افزایش دوام، شروع به حذف برنامه های بارکد صنعتی و انبار کرد.استقاده از حرارت مستقیم در کاغذ رسیدهای فروش (پمپ بنزین، صندوق، دستگاه های عابر بانک) بازگشتی قوی داشت.

در طول سال 1998،  Nintendo از فناوری رول حرارتی برای چاپگرهای Game Boy خود استفاده کرد.

در سال 2006، بخش Systemadia NCR Corporation فناوری چاپ حرارتی دو طرفه را به نام “2ST” معرفی کرد.

از تولید کنندگان مطرح رول حرارتی شرکت HANSOL کره می باشد

مواد تشکیل دهنده در رول های حرارتی

چهار نوع مختلف از مواد شیمیایی تصویربرداری در کاغذهای حساس به حرارت استفاده می‌شود: رنگ‌های لوکو، توسعه‌دهنده‌ها، حساس‌کننده‌ها و تثبیت‌کننده‌ها.

رنگ لکو

رنگهای Leuco مورد استفاده در کاغذ حرارتی مستقیم معمولاً رنگهای تری آریل متان فتالید مانند Yamamoto Blue 4450 یا رنگهای فلوئور مانند Pergascript Black 2C هستند. سومین رنگ پرکاربرد لوکو، لاکتون کریستال ویولت است. رنگ قرمز یا سرخابی را می توان با رنگ هایی مانند Yamamoto Red 40 به دست آورد. رنگ زرد را می توان با پروتونه شدن تری آریل پیریدین مانند Copicem yellow37 تولید کرد. این رنگ‌ها در حالت کریستالی یا در محیط خنثی با pH شکل لکو بی‌رنگ دارند، اما وقتی در مذاب حل می‌شوند و در معرض محیط اسیدی قرار می‌گیرند، رنگی می‌شوند.

توسعه دهندگان

رنگ‌های لوکو، به طور کلی، پس از ذوب شدن، رنگ کمی ایجاد می‌کنند، مگر اینکه در ترکیب با یک یا چند اسید آلی ذوب شوند. نمونه هایی از اسیدهای آلی مناسب برای کاغذ ترموکرومیک فنل هایی مانند بیسفنول A (BPA) و بیسفنول S (BPS) هستند. سایر ترکیبات اسیدی مناسب سولفونیل اوره مانند BTUM و Pergafast 201 هستند. نمک های روی اسید سالیسیلیک جایگزین، مانند روی دی ترت-بوتیل سالیسیلات نیز به عنوان توسعه دهنده به صورت تجاری استفاده شده است.

حساس کننده

یک رنگ لوکو و یک توسعه دهنده، وقتی با هم ذوب شوند، برای تولید رنگ کافی هستند. با این حال، آستانه حرارتی لایه پوشش داده شده حاوی اجزای رنگی توسط کمترین جزء ذوب لایه تعیین می شود. علاوه بر این، توسعه دهندگان و رنگ های لکو اغلب در هنگام ذوب ضعیف مخلوط می شوند. برای بهینه‌سازی دمای رنگ‌سازی و تسهیل اختلاط، ماده شیمیایی سومی به نام حساس‌کننده معمولاً به لایه تصویر اضافه می‌شود. حساس‌کننده‌ها معمولاً مولکول‌های ساده اتر مانند 1،2-بیس-(3-متیل فنوکسی)اتان یا 2-بنزیلوکسینفتالین هستند. این دو ماده در حدود 100 درجه سانتیگراد ذوب می شوند که یک حد پایین عملی برای رنگرزی حرارتی است. اینها رنگهای ارزان قیمت اتر لوکو و حلالهای عالی با ویسکوزیته کم برای توسعه دهندگان هستند.

تثبیت کننده

رنگ‌ها در کاغذهای حساس به حرارت اغلب ناپایدار هستند و وقتی در شرایط گرم یا مرطوب نگهداری می‌شوند، به شکل‌های بی‌رنگ و کریستالی اولیه خود بازمی‌گردند.  نوع چهارمی از مواد، به نام تثبیت کننده، اغلب به کاغذ حرارتی اضافه می‌شود تا شیشه‌های ناپایدار تشکیل‌شده توسط رنگ، توسعه‌دهنده و حساس‌کننده Leuco را تثبیت کند. تثبیت کننده ها اغلب شباهت هایی با توسعه دهندگان دارند و اغلب حاوی فنل های چند منظوره پیچیده هستند که از تبلور مجدد رنگ و توسعه دهنده جلوگیری می کند و در نتیجه تصویر چاپ شده را تثبیت می کند.

پوشش محافظ

بیشتر کاغذهای حرارتی مستقیم نیاز به پوشش محافظ بالایی دارند:

-محو شدن تصویر حرارتی ناشی از قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش، آب، روغن ها، گریس ها، چربی ها، نرم کننده ها و موارد مشابه را به حداقل برسانید.
-کاهش سایش هد چاپ
-کاهش یا حذف باقی مانده از پوشش حرارتی روی هدهای چاپ حرارتی
-لنگر بهتری برای جوهر چاپ فلکسوگرافی اعمال شده روی کاغذ حرارتی فراهم کنید
-گرمای سر چاپ حرارتی را روی پوشش فعال متمرکز کنید.

نگرانی های بهداشتی و زیست محیطی

برخی از کاغذهای حرارتی با BPA پوشانده شده اند، یک ماده شیمیایی که به عنوان مختل کننده غدد درون ریز شناخته می شود.  این ماده ممکن است کاغذ بازیافتی را آلوده کند.  BPA می تواند به راحتی در مقادیر کم به پوست منتقل شود:

هنگام گرفتن رسید حاوی کاغذ چاپ حرارتی به مدت پنج ثانیه، تقریباً 1 میکروگرم BPA (0.2-0.6 میکروگرم) به انگشت اشاره و میانی اگر پوست خشک بود و حدود ده برابر بیشتر اگر این انگشتان خیس بودند، منتقل شد. یا خیلی صاف بود قرار گرفتن در معرض فردی که تقریباً ده ساعت در روز کاغذ پرینتر حرارتی را به طور مکرر لمس می کند، مانند صندوق پول، می تواند به 71 میکروگرم در روز برسد که 42 برابر مصرف روزانه قابل تحمل فعلی (TDI) است، کمترمی باشد.

ماده شیمیایی بیسفنول A (BPA) به دلیل پایداری و مقاومت در برابر حرارت برای پوشش های کاغذ حرارتی استفاده می شود. این امکان چاپ بدون جوهر برای رسیدهای صندوق را فراهم می کند. افرادی که به طور مکرر در معرض ساکولنت های با پوشش BPA قرار می گیرند نسبت به افرادی که در معرض متوسط ​​قرار دارند، سطح BPA بیشتری در بدن خود دارند. بنابراین، شهر سافولک نیویورک قطعنامه ای را برای ممنوعیت BPA در اوراق دریافت حرارتی امضا کرد. نقض این قانون جدید، “قانون فروش ایمن” شامل جریمه 500 دلاری است. این قانون از 3 ژانویه 2014 لازم الاجرا شد.

اخیراً، بیسفنول S (BPS)، آنالوگ BPA که نشان داده شده است فعالیت استروژنی مشابه BPA در شرایط آزمایشگاهی دارد، [15] [16] در پوشش های کاغذ حرارتی استفاده شده است. بازیافت کاغذ حرارتی پوشش داده شده با BPS می تواند BPS را وارد چرخه تولید کاغذ کند و باعث آلودگی سایر محصولات کاغذی با BPS شود.

فرمول‌های جدیدتری را می‌توان خریداری کرد که «بدون فنل» هستند و از ترکیبات اوره یا ویتامین C استفاده می‌کنند. انواع بدون فنل مبتنی بر اوره ممکن است کیفیت چاپ قابل مقایسه یا حتی بهتری داشته باشند، اگرچه ممکن است هزینه بیشتری داشته باشند.

فروشگاه آنلاین روما برای استفاده از رول حرارتی شما را راهنمایی می کند.