無碳複寫紙的複寫原理是怎樣的？

11-25

第一次發現有這種複寫紙的時候覺得很神奇，就做了一個實驗：把兩張紙分開，分別加入白紙，複寫功能就沒有了。
假設把兩張複寫紙分為A、B。
不管是A和白紙，還是白紙和B都是無法複寫的。
但是A、B似乎隔著一層白紙還是能寫出字。（具體有木有嘗試我也忘記了。）
希望知道這種紙的化學成分，——應該沒有涉及商業機密吧！很好奇。

今天發現還可以雙色複寫！感覺酷酷的！！
見下面的照片。雙色複寫是什麼原理呢？

@趙世奇已經回答了無碳複寫紙的基本原理，我再補充一些。

實在忍不住要貼出這張圖：

（圖片作者：Юкатан；圖片遵循CC BY-SA 3.0）

以上圖為例。第一張紙的背面塗有微膠囊，第二張紙的正面塗有顯色劑。書寫時，筆尖的壓力使微膠囊破裂，微膠囊中的染料前體與顯色劑接觸顯色，從而達到複寫效果。

但是A、B似乎隔著一層白紙還是能寫出字。（具體有木有嘗試我也忘記了。）

從原理上看，如果隔著普通白紙是不能寫出字的。另外，親測無效。

希望知道這種紙的化學成分，——應該沒有涉及商業機密吧！

無碳複寫紙作為第一種化學型壓敏記錄紙，是1954年由美國 NCR(National Cash Register)公司的Lowell Schleicher和Barry Green發明的。

無碳複寫紙背面的微膠囊。早期的微膠囊，是通過在含染料前體的有機微乳液滴表面沉澱水溶性聚合物（如明膠、阿拉伯樹膠和酯化纖維素）製備的。沉澱過程通過pH和溫度調控。[1] 微膠囊直接約3~8 μm（大小取決於微乳液滴的尺寸）。目前的微膠囊，是通過兩相界面間的有機聚合製備的（不再是前述的高分子交聯沉澱的機制），這種製備方法更可控。常見的微膠囊的「膜」有聚脲、聚醯胺、酚醛樹脂等等。[1]

微膠囊中的染料前體。之所以稱為「前體」，是因為它必須是無色的，且必須在特定條件下變成有色的染料。常見的無碳複寫紙可選擇的字跡顏色有黑、藍、橙、綠、紅、紫等，相應地，其所需的染料前體也是不一樣的。
這些染料前體的顯色都是pH調控的。如首個被使用的染色前體：結晶紫內酯（crystal violet lactone, CVL），在酸性條件，中心碳的雜化模式從sp3轉變為sp2，整個分子結構轉變為平面芳香結構，其電子激發態從紫外光區轉到為可見光區，即從無色變為有色。

無碳複寫紙正面的「顯色層」（Reactive Layer），或者叫活性層。顯色層的活性成分是顯色劑。常見的顯色劑可分為三類：粘土型（成分如 $[(Mg_{3-z} Li_{z} )(Si_{4-u} Al_{u})O_{10}(OH)_{2}]M_{z+u}^{+}$ [2]）、有機型（如酚醛樹脂）、芳香族羧酸金屬鹽（如水楊酸鋅）。這些顯色劑都是作為質子給予體。

雖然無碳複寫紙的原理對懂點化學的人來說是相當淺顯的，但是實際的製作則會遇到各種各樣的問題。搞科研的真心傷不起~
配方和工藝自然是商業機密，就算知道也不能告訴你。

本文部分內容編譯自：Mary Anne White. Journal of Chemical Education 1998 75 (9), 1119
[1] Stadelhofer, J. W.; Zellerhoff, R. B. Chem. Ind. (London) 1989, No. 7, 208.
[2] Grim, R. E.; Güven, N. Bentonites; Elsevier: Amsterdam, 1978

上層紙背面塗力敏色素油的微膠囊，下層紙正面塗顯色劑
你一用力，上層的膠囊破了，與下層顯色，顏色就出來了。
單獨壓上層，沒法顯色，單獨壓下層，沒有色素。中間隔著一張紙，未必能寫出來，除非三層無碳複寫紙，在這兩層中間多出來一層正面是顯色劑背面是力敏色素油的微膠囊的紙。

@趙世奇和 @夜南行的回答都很專業、到位。
補充一些：
@夜南行提供的圖中，從上到下，分別是CB、CFB和CF
CF就是上面有塗層的，顯色的
CB就是背面（下面）有塗層的，有微膠囊
CFB就是中間層的，上面有塗顯色塗層，下面有微膠囊塗層

技術的難點之一是微膠囊的成殼的硬度。要做到在需要的力度才破，不能隨手一碰、稍稍一點壓力就碰；也不能用了力了，還是不破。
還要做到塗層均勻，無漏塗（有漏塗的話，就會有不顯色的區域）
更高的要求，是寫字（打字）後顯色的穩定性。
大部分票據要求在一年內仍能辨認。通常售票小票、快遞單據等，完全能夠滿足了。
重要的如銀行等行業要求五年（是聽技術人員說起，未確認信息是否準確）
國內生產的廠家很多，在行業內配方已經不是秘密。生產工藝過程式控制制、質量穩定才是關鍵。
個人覺得這種紙的可能會在未來被取代。
銀行卡刷卡的POS單，原來幾乎都是無碳複寫紙的天下。一般是三頁（至少兩頁），商戶、用戶和銀行各一。吱嘎吱嘎地列印出來。有邊孔，以確保幾層紙不串動。紙紙尺寸相對較大，至少是熱敏POS單的兩倍以上。
從成本的角度來看，熱絡紙的印表機使用維護成本（比針式列印的結構更簡單、體積更小、靜音）、紙張成本都更低，大約是無碳複寫紙的1/3甚至更低。
現在用得越來越多的，是熱敏紙，無碳複寫紙已經快退出這方面的應用了。
那，下一個會是哪個方面呢？

POS單也許也會有消失。至少已經見到有的酒店（國外）是只有一張A4紙，普通激光列印，包括入住的詳細信息、刷卡的銀行信息（相當於我們的POS單，只是不單獨列印）。這一張紙，也是發票。很多人都知道許多國家收據就是合法憑證，不需要單獨再要開張發票:-)
由國家指定的格式、要有發票專用章、專用紙、專用印表機的這種發票，是我國（以及世界上為數不多的幾個國家）的特有產物。每年我國生產的發票種類及數量，可以申報吉尼斯世界紀錄，因為沒有任何一個國家可以跟我們PK！
從節約社會成本的角度，發票這種中國特色的東西，遲早會消失的，只是時間問題。
現在靠發票吃飯的，可不只是在火車站走來走去低聲「發票、發票」叫賣的那些人，而是包括：發票專用紙生產廠家、印刷廠、經銷商、稅務管理（發票專用章）、稅控發票列印系統、無碳複寫紙生產廠家（增值稅發票都是無碳複寫紙）
誠信建立初級階段的社會，需要這麼大的成本，這是當前的無奈...
----------------3月3日9點補充------------------------
無碳複寫紙在市場上應用，應該有約30年的歷史了（國內特快專遞業務從1984年4月開始）。國內廠家生產的歷史也有近20年了（該企業未向我支付植入廣告費，故這裡不出現該企業的名稱，哈哈哈！）。這不是個新的紙種，已經存在我們身邊很多年，甚至超過某些人的年齡，只是很多人沒有留意罷了。

好吧不是來答的我是來提另一個問題的，因為答題方面已經很全面詳細了，但是按照說法，把膠囊弄破了之後，再次按壓不是應該只有顯色沒有色素嗎？？？？這樣就無法完成複寫，但是據不科學親測，是依舊可以完成複寫的。
首先這是一張沒有用過的複寫紙

然後，我用筆和針分別在一聯的背後劃的很重，事實證明真的很重，差點就破了

因為是用針所以可能看不清，但是應該可以看得出磨掉的痕迹，最後我就開始在正面劃線，最上面是筆划過的，第二個是針划過的，第三個是正常的

然後我們來翻來二聯看看
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。
。。。

Σ(°Д°;哎呀，好像真的差了好多，怎麼辦，我都打了這麼多字，還花了這麼多時間
沒辦法了，就這樣吧
(?`灬′?)你們以為我真的是在提問題嗎，我只是為這個問題的答案提供實驗結果，因為不科學所以還是會有一點點痕迹，睿智的我怎麼會臆測並打出答案後再來找找證明材料呢，哼太天真了
不要問我為什麼做個實驗都這麼節約，因為這不是我的是公家的啊喂(╯‵□′)╯︵┻━┻