一种热升华转移印花纸及其制备方法
阅读说明：本技术 一种热升华转移印花纸及其制备方法 (Thermal sublimation transfer printing paper and preparation method thereof ) 是由 楼松彩 于 2021-07-10 设计创作，主要内容包括：本申请涉及造纸领域,更具体地说,它涉及一种转移印花纸及其制备方法,该热升华转移印花纸的制备包括如下步骤：S1、在第一处理剂的辅助下,对废纸和水进行混合并打浆处理,得到原纸浆；S2、对原纸浆进行除杂和脱墨处理,得到二次处理纸浆；S3、向二次处理纸浆中加入第二处理剂,充分处理后,得到三次处理纸浆；S4、三次处理纸浆经流箱、成型、压榨、烘干后,得到热升华转移印花纸；第一处理剂包括碱、羧甲基纤维素钠、阳离子表面活性剂、水溶性壳聚糖,第二处理剂包括填料、磷脂、湿强剂、阳离子型聚丙烯酰胺、双醛淀粉。本申请制备得到的热升华转移印花纸表面平整,拉毛点较少,具有较好的着色均匀度。(The application relates to the field of papermaking, in particular to transfer printing paper and a preparation method thereof, wherein the preparation method of the thermal sublimation transfer printing paper comprises the following steps: s1, mixing and pulping the waste paper and water with the aid of a first treating agent to obtain raw paper pulp; s2, performing impurity removal and deinking treatment on the raw paper pulp to obtain secondary treated paper pulp; s3, adding a second treating agent into the secondary treated paper pulp, and fully treating to obtain tertiary treated paper pulp; s4, carrying out flow box, forming, squeezing and drying on the paper pulp treated for the third time to obtain the thermal sublimation transfer printing paper; the first treating agent comprises alkali, sodium carboxymethyl cellulose, cationic surfactant and water-soluble chitosan, and the second treating agent comprises filler, phospholipid, wet strength agent, cationic polyacrylamide and dialdehyde starch. The thermal sublimation transfer printing paper prepared by the method has the advantages of smooth surface, fewer napping points and better coloring uniformity.)
本申请涉及造纸领域，更具体地说，它涉及一种热升华转移印花纸及其制备方法。
背景技术
热升华转移印花纸是转移印花工艺中重要的载体，具有将油墨转移至印刷品(一般为涤纶制品)上的作用。热升华转移印花纸一般需要具备较好的耐压和耐高温性能，较佳的平整度、较强的拉伸强度和较好的幽默适应性。
由于原料限制，国内的热升华转移印花纸平整度相较于进口产品较差，表面有较多的拉毛点，导致印刷过程中出现较多花点，影响印刷的品质。
发明内容
为了减少制备得到的印花纸表面的拉毛点，本申请提供一种热升华转移印花纸及其制备方法。
首先，本申请提供了一种热转移印花纸的制备方法，采用如下技术方案：
1.一种热升华转移印花纸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在第一处理剂的辅助下，对废纸和水进行混合并打浆处理，得到原纸浆；
S2、对原纸浆进行除杂和脱墨处理，得到二次处理纸浆；
S3、向二次处理纸浆中加入第二处理剂，充分处理后，得到三次处理纸浆；
S4、三次处理纸浆经流箱、成型、压榨、烘干后，得到热升华转移印花纸；
其中，以每100质量份废纸和水的总重量，第一处理剂包括如下质量份的组分：
碱 6～10份；
羧甲基纤维素钠 0.1～0.2份；
阳离子表面活性剂 0.3～0.5份；
水溶性壳聚糖 0.1～0.2份；
以每100质量份二次处理纸浆计，第二处理剂包括如下质量份的组分：
填料 24～28份；
磷脂 3～5份；
湿强剂 1～2份；
阳离子型聚丙烯酰胺0.01～0.1份；
双醛淀粉 0.2～0.4份。
首先，在本申请中，原料均为回收废纸，符合环保的要求。在上述基础上，废纸可以通过粉碎进行打浆，打浆过程中也可以施加一定量的酶，辅助废纸制浆。在打浆处理后，先通过羧甲基纤维素钠和碱进行处理，碱是一种常用的助剂，可以使纤维发生润胀作用，此处碱可以选用氢氧化钠、氢氧化钾等强碱，润胀后的纤维可以在羧甲基纤维素钠的作用下形成胶束。阳离子表面活性剂则可以起到稳定胶束的作用，相较于阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，阳离子表面活性剂对胶束的稳定具有更好的效果。水溶性壳聚糖的加入，则有助于进一步提高打浆效果，减少打浆的能耗，形成均匀稳定的纸浆。此处，阳离子表面活性剂可以选用胺盐类表面活性剂和季铵盐类表面活性剂，也可以选用吡啶盐类的表面活性剂。
其次，在第二处理剂中，采用磷脂和双醛淀粉，其中磷脂具有两亲性，相较于一般表面活性剂，其分子链柔软，易流动，不易破坏形成的胶束，同时在体系中有助于使胶束和纤维分子更加定向地排列，减少纤维在流箱成型后的毛团打结现象。另外，双醛淀粉对氨基具有较好的偶联效果，因此，在第一处理剂中包含水溶性壳聚糖的前提下，双醛淀粉可以与水溶性壳聚糖之间形成较好的偶联结构，进而进一步使纤维之间排列更加有序，减少制得的热升华转移印花纸表面的拉毛点，提高热升华转移印花纸表面着色的均匀度。
综上所述，在本申请中，在制备热升华转移印花纸的过程中，通过第一处理剂和第二处理剂的组合，减少纸浆中的纤维打结形成毛团的现象发生，使得制备得到的热升华转移印花纸上拉毛点较少，提高热升华转移印花纸的着色性能和印刷品质。
可选的，所述填料包括质量比为(0.02～0.1)∶1的二氧化硅和碳酸钙，所述二氧化硅和碳酸钙的粒径均小于50μm。
在上述技术方案中，填料为二氧化硅和碳酸钙，且粒径较小，填料分散较为均匀，且掺杂一定量的二氧化硅有助于提高整体的强度。由于体系中有胶束的存在，因此添加较细的二氧化硅和碳酸钙，形成类似胶体的体系，整体较为稳定均匀的同时，也据有一定程度上减少胶束聚集，促使胶束均匀分布的效果，体现在热转移印花纸上的效果即为拉毛点减少，着色更加均匀。
可选的，以每100质量份二次处理纸浆计，第二处理剂还包括质量份为0.2～0.8份的增韧纤维，所述增韧纤维为聚酯纤维、聚四氟乙烯纤维、聚氨酯纤维中的任意一种或任意数种形成的组合。
通过添加增韧纤维有助于提高纸张的韧性和拉伸强度，使制备得到的热升华转移印花纸具有更好的加工性能。
可选的，所述增韧纤维选用聚四氟乙烯纤维，聚四氟乙烯纤维的长度为0.1～1mm。
1～10μm的聚碳酸酯整体强度较佳，且在体系中分散较为均匀，具有较好的实用性。
可选的，以每100质量份二次处理纸浆计，第二处理剂还包括质量份为0.1～0.3份的焦磷酸钠。
焦磷酸钠具有金属离子络合剂的效果，在体系中可以络合废纸中部分从油墨中流出的金属离子，减少金属离子对胶束产生的影响，同时焦磷酸钠可以溶解体系中存在的表面活性剂和钙、镁离子形成的钙皂，使纤维之间形成的体系更加均匀，提高纸浆的流动性。
可选的，以每100份二次处理纸浆计，第二处理剂还包括质量份为0.3～0.4份
的消泡剂。
上述技术方案中，加入消泡剂可以抑制表面活性剂生成气泡，进而使纸浆运行过程更加均匀稳定，提高制造得到的热升华转移印花纸的质量。
可选的，步骤S1中，制备得到原纸浆的打浆度为23～25°SR。
采用打浆度为23～25°SR的纸浆，纸浆整体流动性好，保留较多，损失叫较小，对设备的损耗也较小。
可选的，在步骤S3中，得到的二次处理纸浆的纸浆浓度不低于20％。
在上述技术方案中，采用较高浓度的纸浆进行，由于本申请中所加入的配方提高了纸浆的流动性能，因此整体纸浆运行过程中，对设备的压力较小，生产效率较高。
可选的，在步骤S2中，以每一百份废纸和水的总质量计，第一处理剂还包括质量份为0.1～0.15份的偏铝酸钠、质量份为0.1～0.2份的硫酸镁和质量份为0.3～0.5份的硅酸钠。
在整体碱性的环境中，偏铝酸钠首先会水解生成氢氧化铝，氢氧化铝具有部分填料的作用的同时，与硅酸钠可以形成一定程度较为稳定的硅酸铝-硅酸镁结构，硅酸铝和硅酸镁具有较好的吸附性，填料填充于硅酸铝-硅酸镁的体系中，可以形成较为稳定的结果，且由于填料粒径较小，因此上述硅酸铝-硅酸镁混合晶体结构的形成也有助于填料更加均匀地分布于制备得的热升华转移印花纸上，进一步提高热升华转移印花纸的着色能力的均匀性。
另外，本申请还涉及一种热升华转移印花纸，通过上述方制备法制备得到。
通过上述方法制备得到的热升华转移印花纸，其表面拉毛点较少，整体着色均匀，强度较好，具有较好的经济效应和市场价值。
综上所述，本申请具有如下至少一种有益效果：
1.在本申请中，第一处理剂和第二处理剂对纸浆进行两次处理，并通过水溶性壳聚糖和双醛淀粉的配合作用，减少纸浆中纤维团聚打结的现象发生，减少热升华转移印花纸的进而使制备得到的热升华转移印花纸表面更加平整，着色更加均匀。
2.在本申请进一步设置中，通过添加焦磷酸钠，可以络合油墨中残留的部分金属离子，减少对胶束的破坏，进一步提高制的的热升华转移印花纸表面平整度。
3.在本申请进一步设置中，通过加入偏铝酸钠、硫酸镁和硅酸钠的组合，形成硅酸铝-硅酸镁的复合结构，使填料和纤维分布更加均匀，并进一步提高制备得到的热升华转移印花纸的着色均匀性。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
在以下实施例中，部分物料的来源及参数如表1所示。
表1、物料成分来源表
实施例1～3，一种热升华转移印花纸，具体通过如下步骤进行制备。
S1、将废纸切碎，以500公斤/吨水的比重，并按照表2所示加入第一处理剂，对废纸进行打浆，得到原纸浆；打浆后测定得到原纸浆的打浆度为25°SR。
S2、对原纸浆进行高浓度除杂，随后进行粗筛，再稀释至浓度为4％进行低浓度除杂，之后进行精筛和脱墨处理，脱墨后再提高浓度，得到二次处理纸浆，控制二次处理纸浆的浓度为25±0.5％。
S3、对二次处理纸浆，加入第二处理剂，以45rpm的搅拌速度搅拌5min，得到三次处理纸浆；在每吨二次处理纸浆中，第二处理剂的加入量如下：
填料 240kg；
磷脂 30kg
湿强剂 10kg；
阳离子型聚丙烯酰胺 0.1kg；
双醛淀粉 2kg；
其中，填料为质量比为0.02∶1的二氧化硅和碳酸钙，二氧化硅和碳酸钙均过800目筛。
S4、将三次处理纸浆，经流箱、成型、压榨、烘干后，得到热升华转移印花纸，经过参数控制热升华转移印花纸的克重为30±2g/m2，厚度0.05±0.01mm。
表2、实施例1～3中每1t水和废纸所加入的第一处理剂组分(kg)
编号
碱
羧甲基纤维素钠
阳离子表面活性剂
水溶性壳聚糖
实施例1
80
1
5
2
实施例2
60
1.5
4
1.5
实施例3
100
2
3
1
其中，碱为氢氧化钠，阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵，湿强剂为聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂。
实施例4～8，一种热升华转移印花纸，与实施例1的区别在于，按照每1t水和废纸的总量计，第一处理剂还包括如表3所示的组分。
表3、实施例4～8中每1t水和废纸所加入的第一处理剂组分(kg)
编号
偏铝酸钠
硫酸镁
硅酸钠
实施例4
0.15
0.1
0.3
实施例5
0.1
0.2
0.5
实施例6
0
0.1
0.3
实施例7
0.15
0
0.3
实施例8
0.15
0.1
0
针对第一处理剂的调整，设置对比例如下。
对比例1～3，一种热升华转移印花纸，与实施例1的区别在于，按照每1t水和废纸的总量计，第一处理剂的组成如表4所示。
表4、对比例1～3中每1t水和废纸所加入的第一处理剂组分(kg)
编号
碱
羧甲基纤维素钠
阳离子表面活性剂
水溶性壳聚糖
对比例1
80
0
5
2
对比例2
80
1
0
2
对比例3
80
1
2
0
对比例4，一种热升华转移印花纸，与实施例1的区别在于，用等质量的非离子表面活性剂替代阳离子表面活性剂，非离子表面活性剂选用十二烷基葡萄糖苷。
对比例5，一种热升华转移印花纸，与实施例1的区别在于，用等质量的阴离子表面活性剂替代阳离子表面活性剂，阴离子表面活性剂选用十二烷基磺酸钠。
实施例9～17，一种热升华转移印花纸，与实施例5的区别在于，对第二处理剂进行了调整，对应每吨二次处理纸浆，第二处理剂的组分具体如表5所示。
表5、实施例9～17中对应每吨二次处理纸浆所用第二处理剂的组分(kg)
在实施例11～17中，增韧纤维为长度为1mm的聚酯纤维，消泡剂为聚硅氧烷消泡剂。
实施例18，一种热升华转移印花纸，与实施例16的区别在于，增韧纤维为长度为1mm的聚四氟乙烯纤维。
实施例19，一种热升华转移印花纸，与实施例16的区别在于，增韧纤维为长度为0.1mm的聚四氟乙烯纤维。
实施例20，一种热升华转移印花纸，与实施例16的区别在于，增韧纤维为长度为3mm的聚四氟乙烯纤维。
针对上述实施例，设置对比例如下。
对比例6～9，一种热升华转移印花纸，与实施例1的区别在于，对应每吨二次处理废水，加入的第二处理剂的组分如表6所示。
表6、对比例6～9中对应每吨二次处理纸浆所用第二处理剂的组分(kg)
实施例21，一种热升华转移印花纸，与实施例19的区别在于，在步骤S1中，得到的原纸打浆度为23°SR。
实施例22，一种热升华转移印花纸，与实施例19的区别在于，在步骤S1中，得到的原纸打浆度为20°SR。
实施例23，一种热升华转移印花纸，与实施例19的区别在于，在步骤S3中，控制纸浆的浓度为21±0.5％。
实施例24，一种热升华转移印花纸，与实施例19的区别在于，在步骤S3中，控制纸浆的浓度为18±0.5％。
实施例25，一种热升华转移印花纸，与实施例19的区别在于，填料为质量比为0.1∶1的二氧化硅和碳酸钙的组合物，二氧化硅和碳酸钙均过200目筛。
实施例26，一种热升华转移印花纸，与实施例16的区别在于，填料为过800目筛的碳酸钙。
针对上述实施例和对比例，设置如下实验，对制备得到的热升华转移印花纸的性质进行探讨。
实验1、纸张平滑度实验，参照GB/T456-2002《纸张和纸板平滑度测定仪(别克法)》，对制备得到的热升华转移印花纸的平滑度进行测定。
实验2、纸张抗张强度测定：参照GB/T 12914-2008《纸和纸板抗张强度的测定》中的恒速加荷法，对制备得到的热升华转移印花纸的抗张强度进行测定。
首先，对实施例1～8及对比例1～5进行实验1和实验2，实验结果如表7所示。
表7、实施例1～8及对比例1～5的实验结果
通过上述实验数据可知，采用本申请中的方法制备得到的热升华转移印花纸，相较于对比例中的制备方法，具有更好的平整度可抗张强度，由于抗张强度的提高，因此纸张表面的纤维不易断裂形成拉毛点，也不宜打结，而且平整度较高，因此着色性能较好，在进行转移印花的过程中，可以实现更好的印花效果。
实施例4～8中，调整了第一处理剂中加入的偏铝酸钠、硅酸钠和硫酸镁的组分，通过形成硅酸铝-硅酸镁的复合体系，提高了纸张表面的平整度，其原理可能在于，硅酸铝-硅酸镁符合体系在纤维上具有较好的附着力，同时可以使形成的热升华转移印花纸上填料分布均匀，减少填料的堆积现象，进一步提高热升华转移印花纸表面的平滑度。
在对比例1～5中，均可以看到抗张强度下降的现象，抗张强度下降会导致转移印花纸在生产过程中表面纤维容易出现断裂，而后续处理过程中断裂的纤维容易产生打结缠绕的现象，进而导致印花纸的着色不均匀。同时，更为明显的趋势是，对比例1～5均导致了平滑度的下降，其中部分原因是由于抗张强度下降导致的，另一部分原因则在于物料的分布不均匀，以及纤维不能较好地定向排列。其中，对比例2缺少阳离子表面活性剂，对比例4选用了非离子表面活性剂，对比例5选用了阴离子表面活性剂，三种表面活性剂对于胶束的分散性和纤维的定向排列能力有着明显的影响，证明了采用阳离子表面活性剂在本申请的技术方案中能够起到较好的提高平整度的效果。对比例3中，缺少水溶性壳聚糖，因此体系中少有氨基与第二处理剂中的双醛淀粉发生偶联反应，进一步导致纸浆中的纤维排布乱序，导致制备得到的热升华转移印花纸的平整度降低。
进一步地，对实施例9～17及对比例6～9进行实验1和实验2，实验结果如表8所示。
表8、实施例9～17及对比例6～9的实验结果
在上述技术方案中可见，采用本申请中的第二处理剂对二次处理纸浆进行处理，通过双醛淀粉偶联作用和磷脂的乳化作用，有助于进一步提高制备得到的热升华转移印花纸的平整度。加入增韧纤维对热升华转移印花纸的强度有明显提升，强度提升也从另一个角度提高了热升华转移印花纸的平整度。实施例14～15中，加入了焦磷酸钠，一方面络合了残留的部分金属离子，另一方面可以对形成的硅酸铝-硅酸钙体系形成一定的包覆结构，包覆后硅酸铝-硅酸钙体系中可以更稳定地与填料结合，形成更加凭证的结构。
进一步地，对实施例18～25进行实验1和实验2，实验结果如表9所示。
表9、实施例18～2的实验结果
上述实验数据中，进一步对部分参数进行了调整。实施例18～20证明了本申请中，采用聚碳酸酯相较于其他增韧纤维，具有较好的增韧效果。其原因可能在于，聚碳酸酯具有较好的机械性能的同时，其整体较硬，而实施例25～26中，对填料的组分进行了调整。相较于单一的碳酸钙填料，采用碳酸钙和二氧化硅的复合体系，整体平整度更好。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
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