A4 Paper تحديث 2026-11-07• 11 دقائق قراءة (2,403 كلمة)
✓ مراجعة د. وي تشن • مختبر الجودة GUANHE
مواصفات ورق طابعة الليزر عالي السرعة: مقاومة السطح، ونعومة Bendtsen، واستقرار المصهر عند درجة حرارة 200 درجة مئوية
ملخص هندسة مكابس الليزر عالية السرعة (ASTM D257 / ISO 8791-2) HS 4802.56.00
يتطلب تلبية مواصفات ورق طابعة الليزر للإنتاج لمطابع زيروغرافية ذات 90 إلى 120 صفحة في الدقيقة التحكم في ثلاثة حدود مادية. حافظ على مقاومة السطح بين 1.0 × 10^10 و8.0 × 10^10 أوم/متر مربع (ASTM D257-14(2021)e1) وخشونة Bendtsen عند 100 إلى 150 مل/دقيقة (ISO 8791-2:2013). قم بتأمين رطوبة الورقة في حدود 4.0% إلى 4.5% (ISO 287:2017) لمنع 200 درجة مئوية من تقرحات المصهر والالتفاف المزدوج.
تقوم محلات الطباعة التجارية ومراكز كشف الحساب البنكي وأقسام النسخ التصويرية للشركات بتشغيل مطابع ليزر إنتاجية بمعدل 90 إلى 120 صفحة في الدقيقة (ppm). كثيرًا ما يفشل ورق المكتب القياسي الذي يتم تغذيته بشكل نظيف في طابعة مكتبية تبلغ سرعتها 25 صفحة في الدقيقة داخل محركات التصوير الجاف عالية السرعة مثل Xerox Iridesse وCanon varioPRINT وRicoh Pro وKonica Minolta AccurioPress. عند درجة حرارة المصهر البالغة 200 درجة مئوية ونوافذ النقل الكهروستاتيكية بالمللي ثانية، تؤدي التحولات الطفيفة في التوصيل الكهربائي أو تضاريس السطح أو الرطوبة إلى فترات توقف مكلفة.
لماذا تحكم مقاومة السطح والحجم نقل الحبر الكهروستاتيكي
يعد نقل الحبر الكهروستاتيكي هو قلب كل طابعة ليزر ومطبعة تصوير رقمية. داخل نقطة النقل، تطبق أسطوانة متحيزة أو سلك كورونا +1.5 كيلو فولت إلى +3.0 كيلو فولت DC خلف الورقة. يسحب هذا المجال الكهربائي مسحوق الحبر سالب الشحنة (-20 إلى -35 درجة مئوية/جم) من أسطوانة الموصل الضوئي العضوي (OPC) خلال 15 إلى 25 مللي ثانية.
مقاومة السطح (rho_s) هي المقاومة الكهربائية بين الحواف المتقابلة لمربع وحدة على سطح مادة، ويتم قياسها بالأوم لكل مربع (ohm/sq) باستخدام أقطاب كهربائية حلقية متحدة المركز بموجب ASTM D257-14(2021)e1 معيار مقاومة العزل وIEC 62631-3-2:2023. يجب أن تكون جميع فحوصات المقاومة المعملية مشروطة عند 23 +/- 1 درجة مئوية و50 +/- 2% رطوبة نسبية وفقًا لمعيار ISO 187:2022 ومعيار تكييف الورق ASTM D685-26.
Keithley ورق قياس متعدد الدقة مكون من 6.5 أرقام للمقاومة الكهربائية للتيار المستمر بموجب ASTM D257
في اختبار قطب كهربائي حلقي متحد المركز عند 100 فولت، تم تطبيق الجهد المستمر، وقامت روابط المعادلة الكهربائية المحمية بقياس مقاومة السطح (R_s بالأوم) لهندسة القطب.
معادلة مقاومة الحلقة متحدة المركز المحمية (ASTM D257-14(2021)e1): مقاومة السطح تساوي rho_s = R_s x (P / g)، حيث P هو محيط القطب المركزي المحمي (P = pi x (D1 + D2) / 2). بالنسبة للقطب الداخلي (D1 = 50.8 مم) والحلقة الخارجية (D2 = 57.2 مم، الفجوة g = 3.2 مم)، فإن الضرب بـ P / g = 53.0 يحول الأوم إلى أوم/متر مربع.
فشل العزل المفرط الجفاف (< 3.5% الرطوبة، rho_s > 1.0 x 10^12 أوم/متر مربع): ألياف السليلوز هي مواد عازلة طبيعية؛ يحدث التوصيل الكهربائي في المقام الأول عن طريق الحركة الأيونية في طبقات المياه المرتبطة. عندما تنخفض رطوبة الورقة إلى ما دون 3.5% (ISO 287:2017)، ترتفع مقاومة السطح إلى ما يزيد عن 1.0 × 10^12 أوم/متر مربع. تتراكم الشحنات الساكنة على سطح الورقة، مما يتسبب في حدوث عمليات تغذية مزدوجة للأوراق المتعددة عند رأس الالتقاط الفراغي، وتشتت مسحوق الحبر (عيوب "الهالة" حول النص)، والتصاق الأوراق داخل وحدة الإنهاء.
تسرب موصل للرطوبة المفرطة (> 5.2% رطوبة، rho_s < 5.0 x 10^8 أوم/متر مربع): على العكس من ذلك، عندما تمتص الرزم غير المغلقة الرطوبة المحيطة التي تزيد عن 5.2% الرطوبة (ISO 287:2017)، تنخفض مقاومة السطح إلى ما دون 5.0 x 10^8 أوم/متر مربع. ينزف تيار انحياز النقل +2.5 كيلو فولت على طول سطح الورق الموصل إلى الإطار المؤرض، مما يقلل كفاءة نقل الحبر الكهروستاتيكي من 94% إلى 68% ويترك مواد صلبة مغسولة ومرقطة.
ضبط حجم موصلية الإلكتروليت: لتثبيت المقاومة عبر تقلبات الرطوبة الموسمية، نقوم بجرعة 0.8 إلى 1.5 كجم/طن من كلوريد الصوديوم المخصص للطعام (NaCl) أو كلوريد الكالسيوم (CaCl2) عند ضغط حجم الفيلم. يقوم هذا المخزن المؤقت الأيوني بتأمين rho_s داخل النافذة المثالية 2.0 × 10^10 إلى 6.0 × 10^10 أوم/متر مربع (log10 = 10.3 إلى 10.8).
كيف تتحكم خشونة Bendtsen، والتقويم، وتحجيم AKD في التصاق الحبر
بمجرد أن تسحب القوى الكهروستاتيكية مسحوق الحبر عبر نقطة النقل، يحدد الاتصال السطحي المجهري دقة الطباعة وتجانس المنطقة الصلبة. كما هو موضح في المقارنة المعملية لخمس علامات تجارية مقاس A4، تفصل السلاسة درجات الليزر الرقمية المخصصة عن ورق نسخ السلع الأساسية.
خشونة بندتسن هي معدل تسرب الهواء بالملليتر في الدقيقة (مل/دقيقة) المتسرب بين شفرة معدنية مسطحة (عرض 0.15 مم عند ضغط 1.47 كيلو باسكال) والورق بموجب ISO 8791-2:2013. يشير معدل التدفق المنخفض إلى شكل صفيحة أكثر سلاسة وإحكامًا يتزاوج بشكل موحد مع أسطوانة المستقبل الضوئي.
تستخدم محركات الليزر الملونة وأحادية اللون الحديثة جزيئات حبر بوليستر أو أكريليت ستايرين كروية من مستحلب التجميع (EA) يبلغ قطرها 5.0 إلى 7.0 ميكرومتر. التحكم في تضاريس السطح والتحجيم الكيميائي يمنع ظهور البقع الفارغة وإزاحة المصهر.
إزالة الفراغات الدقيقة عبر Nip Calendering (ISO 8791-2:2013): يحتوي ورق نسخ السلع الأساسية بخشونة Bendtsen 200 إلى 250 مل/دقيقة على أودية من الألياف السطحية بعمق 14 إلى 20 ميكرومتر. في عملية نقل صلبة من لفة إلى لفة، تفشل جزيئات الحبر 6 أم في الاتصال بأسفل تلك الوديان، مما يؤدي إلى إنشاء فراغات بيضاء دقيقة عبر الرسومات الصلبة باللون الأسود أو السماوي. تعمل عملية الصقل الدقيقة من الفولاذ إلى الفولاذ عند 65 إلى 90 كيلو نيوتن/م على ضغط الخشونة إلى 110 إلى 140 مل/دقيقة على ورق ليزر بوزن 80 جرامًا للمتر المربع. تتم معايرة درجات الألوان الرقمية من 90 إلى 100 جم/م2 إلى 80 إلى 115 مل/دقيقة.
التماثل على الوجهين (|TS - BS| <= 15 مل/دقيقة): تقوم صانعات الفجوة ذات السلك المزدوج بإزالة الماء من شبكة اللب بالتساوي من الجانب العلوي (TS) وجانب السلك السفلي (BS)، مع الاحتفاظ بفارق خشونة Bendtsen في حدود <= 15 مل/دقيقة. يضمن هذا التناظر تطابق اللمعان وكثافة الحبر على جانبي ورقة الطباعة على الوجهين.
تحجيم AKD الداخلي وCobb60 التوازن (ISO 535:2023): امتصاص الماء Cobb60 هو كتلة الماء بالجرام التي يمتصها 1 متر مربع من الورق في 60 ثانية تحت عمود ماء 10 مم وفقًا لمعيار ISO 535:2023. التحجيم القلوي باستخدام Alkyl Ketene Dimer (AKD) وكربونات الكالسيوم المترسبة (CaCO3) يخزن درجة الحموضة المستخلصة على البارد عند 8.0 إلى 9.2 (ISO 6588-1:2021) لتلبية معايير ديمومة الأرشفة ISO 9706 الخاصة بمكتبة الكونجرس. إن الاحتفاظ بـ Cobb60 عند 20.0 إلى 24.0 جم/م2 مع نشا سطح أكريليت الستايرين يوفر 42 إلى 46 مللي نيوتن/م من الطاقة السطحية. ثم يبلل راتينج الحبر المنصهر ويربط في شبكة الألياف دون إزاحة باردة على بكرات المصهر.
طبقة درجة الورق
الوزن الأساسي (ISO 536:2019)
الفرجار والسائبة (ISO 534:2011)
خشونة بندتسن (ISO 8791-2:2013)
المقاومة السطحية (ASTM D257)
أوصى واجب الصحافة الليزر
ناسخة المرافق الاقتصادية
70.0 g/m2
96 - 99 um (1.38 cm3/g)
180 - 220 مل/دقيقة
8.0 × 10^10 - 3.0 × 10^11 أوم/متر مربع
ليزر سطح المكتب البسيط < 35 جزء في المليون
ناسخة مكتبية كبيرة الحجم
75.0 g/m2
104 - 107 um (1.40 cm3/g)
140 - 170 مل/دقيقة
3.5 × 10^10 - 9.0 × 10^10 أوم/متر مربع
أسطول من الطابعات متعددة الوظائف أحادية اللون 40 - 65 صفحة في الدقيقة
ليزر مخصص عالي السرعة
80.0 g/m2
107 - 110 um (1.35 cm3/g)
110 - 140 مل/دقيقة
2.0 × 10^10 - 5.0 × 10^10 أوم/متر مربع
إنتاج ليزر مزدوج 90 - 120 جزء في المليون
العرض الرقمي الملون
90.0 - 100.0 g/m2
112 - 124 um (1.24 cm3/g)
80 - 115 مل/دقيقة
1.8 × 10^10 - 4.5 × 10^10 أوم/متر مربع
مكابس رقمية CMYK ذات تغطية كاملة
الديناميكا الحرارية المصهر عند 200 درجة مئوية: رياضيات البخار والتحكم في التجعيد المزدوج
بعد نقل مسحوق الحبر، تدخل الورقة إلى مجموعة المصهر، حيث تقوم بكرات أو أحزمة ساخنة عند 185 إلى 210 درجة مئوية و>400 إلى 600 كيلو باسكال بدمج مسحوق الحبر في الألياف. عند 100 صفحة في الدقيقة (1.67 ورقة في الثانية)، تكون الصدمة الحرارية داخل طرف المصهر شديدة للغاية.
تقرحات المصهر هي التصفيح الداخلي الموضعي لشبكة الورق الناتج عن الماء المتبخر الوميض المحصور أسفل طبقات الحبر المزدوج غير المنفذة عندما يكون نفاذية الهواء في الاتجاه z منخفضة جدًا. يمكننا حساب حجم تمدد البخار الدقيق المتولد داخل ورقة واحدة مقاس A4 أثناء تمرير وحدة الصهر بمقدار 200 درجة مئوية.
كتلة مائية أحادية الطبقة (ISO 287:2017): ورقة واحدة مقاس A4 (210 × 297 مم = 0.06237 م2، ISO 216:2007) بوزن 80.0 جم/م2 (ISO 536:2019) 0.06237 م2 × 80.0 جم/م2 = 4.9896 جم. عند الرطوبة الجافة بالفرن بنسبة 4.2% (ISO 287:2017)، تحتوي الورقة على 4.9896 جم × 0.042 = 0.2096 جم (209.6 مجم) من الماء.
التمدد المثالي لبخار الغاز عند 200 درجة مئوية (473.15 كلفن): يتبخر تمرير المصهر 200 درجة مئوية فلاشًا 1.0% من كتلة الورقة (49.9 مجم أو 0.050 جم من الماء، n = 0.050 / 18.015 = 0.002775 مول، ISO 287:2017). بموجب قانون الغاز المثالي (P = 101.325 كيلو باسكال، R = 8.314 J/(mol*K)، T = 473.15 K)، V = nRT / P = 0.1077 لتر = 107.7 سم3 من البخار لكل ورقة. نظرًا لأن 50 مجم من الماء السائل يشغل 0.050 سم3 فقط، فإن التبخير السريع يضاعف الحجم بمقدار 2,154 مرة خلال أجزاء من الثانية!
تهوية نفاذية الهواء باتجاه Z (ISO 5636-3:2013): عند طباعة مواد صلبة ثقيلة بلون CMYK على الوجهين (> تغطية إجمالية للحبر تبلغ 220%)، يعمل مسحوق الحبر البلاستيكي المنصهر على إغلاق الوجهين الخارجيين للورقة. إذا تمت تقويم الورق الأساسي بدرجة أقل من نفاذية الهواء بمقدار 1.5 ميكرومتر/(Pa*s) (ISO 5636-3:2013) أو تجاوز 5.0% من الرطوبة (ISO 287:2017)، فلن يتمكن تدفق البخار الذي 107.7 سم3 من الهروب. فهو يفصل شبكة الألياف عندما ينخفض رابطة سكوت الداخلية إلى أقل من 150 جول/م2، بينما تحافظ درجاتنا على نفاذية 3.5 إلى 6.5 ميكرومتر/(Pa*s) ورابطة >= 220 جول/م2.
التوسعة المفرطة والتحكم في تجعيد ما بعد المصهر: يؤدي فقدان الرطوبة غير المتساوي بين الممر 1 والممر 2 لمهمة الطباعة على الوجهين إلى انكماش الألياف التفاضلية عبر الاتجاه المتقاطع (CD). نقوم بتأمين الرطوبة في نهاية البكرة عند 4.0% إلى 4.5% (ISO 287:2017) ونغلق كل رزمة سعة 500 ورقة في أغلفة حاجز بولي مقذوف (15 ميكرومتر LDPE) بوزن 80 جرامًا للمتر المربع. باتباع التحكم في رطوبة الشحن البحري الاستوائي (SOP)، فإنه يحافظ على التفاف محور ما بعد المصهر عند 3.0 مم أو أقل.
ما هي المقاومة السطحية المثالية لورق طابعة الليزر عالي السرعة؟
بموجب ASTM D257-14(2021)e1 وIEC 62631-3-2:2023 عند 23 درجة مئوية و50% رطوبة نسبية، فإن مقاومة السطح المثالية لورق الليزر من 90 إلى 120 جزء في المليون هي 1.0 × 10^10 إلى 8.0 × 10^10 أوم/متر مربع. تؤدي المقاومة الأعلى من 10^12 أوم/متر مربع إلى تغذية مزدوجة ثابتة، في حين أن القيم الأقل 5.0 × 10^8 أوم/متر مربع تتسرب من انحياز نقل التيار وتتسبب في كثافة طباعة مرقطة.
لماذا يتجعد ورق النسخ عالي الرطوبة أو يتجعد داخل مصهر الليزر بدرجة حرارة 200 درجة مئوية؟
عند 200 درجة مئوية، تومض ورقة واحدة مقاس A4 بوزن 80 جرامًا لكل متر مربع 50 مجم (كتلة 1.0%، ISO 287:2017) من الماء المتجمع إلى 107.7 سم3 من البخار، أي ما يزيد عن 2150 مرة حجم السائل. إذا تجاوزت رطوبة الورقة الأولية 5.0% (ISO 287:2017) أو إذا كان مسحوق الحبر المزدوج الثقيل يمنع تهوية الاتجاه z، فإن البخار المحبوس يقسم الألياف إلى بثور ويلتف الورقة إلى تجعيد شديد بعد الصهر.
كيف تؤثر خشونة Bendtsen على نقل الحبر في طباعة الليزر الملونة؟
يبلغ قطر جزيئات مسحوق الحبر الليزري الملون المبلمر 5 إلى 7 ميكرومتر فقط. إذا تجاوزت خشونة Bendtsen للورق 180 مل/دقيقة (ISO 8791-2:2013)، فإن وديان الألياف السطحية العميقة تمنع التلامس المنتظم للأسطوانة، مما يترك فراغات بيضاء دقيقة في ألوان نصفية صلبة. تضمن معايرة ورق الليزر إلى 80 إلى 140 مل/دقيقة ملامسة الحبر بالكامل وإعادة إنتاج النقاط الحادة.
هل يمكن تشغيل ورق النسخ القياسي بوزن 70 جم/م2 بشكل موثوق في مطابع الليزر المزدوجة بسرعة 100 جزء في المليون؟
لا، يفتقر الورق 70 جم/م2 (فرجار 96 إلى 99 ميكرومتر، >= 90 مللي نيوتن MD وفقًا للمعيار ISO 2493-1:2025) إلى صلابة الانحناء اللازمة لبوابات الطباعة على الوجهين عند 100 جزء في المليون بعد الصهر 200 درجة مئوية. تتطلب المطابع المزدوجة عالية السرعة 80 جرامًا للمتر المربع (>= 135 mN MD صلابة) أو 90 جرامًا للمتر المربع ورقًا تمت معايرته بالليزر لمنع انحشار الأكورديون.
اعتماد المواصفات الفنية والمخبريةد. وي تشن — كبير مهندسي ضبط جودة اللب والورق، مصنع GUANHE
تم التحقق من جميع مقاومة السطح ونعومة Bendtsen ونفاذية الهواء في الاتجاه z ومقاييس تمدد بخار المصهر عند 200 درجة مئوية بموجب ASTM D257-14(2021)e1 وIEC 62631-3-2:2023 وISO 8791-2:2013 وISO 5636-3:2013 وISO 535:2023 وISO 287:2017.
