RU2477347C1

RU2477347C1 - Method to manufacture heat-transfer paper

Info

Publication number: RU2477347C1
Application number: RU2011130971/05A
Authority: RU
Inventors: Леонид Асхатович Мазитов
Original assignee: Леонид Асхатович Мазитов
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2011-07-26
Publication date: 2013-03-10
Also published as: RU2011130971A

Abstract

FIELD: textile, paper.

SUBSTANCE: method includes preparation of a paper base with weight of 55-90 g/m² and specified parameters of absorbency with one-sided wetting and air permeability, application of a coating on it with weight of 6-12 g/m², consisting of a binder and a filler with their specified ratio, besides, the base is prepared with the value of absorbency in the range of 28-55 g/m² by Cobb₆₀ and value of air impermeability in the range of 190-480 cm³/min.

EFFECT: possibility to reduce coating weight with preservation of printing quality when operating in wide ranges of filling density values and speed of images sealing.

2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при изготовлении бумаги для струйной печати сублимационными чернилами.The invention relates to the pulp and paper industry and can be used in the manufacture of inkjet paper by sublimation ink.

В общем случае любая технология получения термотрансферной бумаги с покрытием включает приготовление бумаги-основы, обладающей определенным набором характеристик, в первую очередь соответствующими назначению бумаги показателями по ее впитываемости при одностороннем смачивании и воздухопроницаемости, нанесение на нее покрытия с заданными параметрами, определяемыми природой используемых в нем компонентов, их количественным соотношением, массой покрытия, назначением конечного продукта.In general, any technology for producing coated thermal transfer paper includes the preparation of a base paper with a certain set of characteristics, first of all, the paper meets its absorption characteristics for one-sided wetting and breathability, coating it with predetermined parameters determined by the nature of the paper used in it components, their quantitative ratio, coating weight, purpose of the final product.

Известна термотрансферная бумага для струйной печати, которую получают нанесением на бумагу-основу барьерного покрытия, содержащего связующее - натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, поливиниловый спирт, желатину или их смесь, и наполнитель - каолин или тальк, при следующем соотношении компонентов, в мас.ч.: связующее 100, наполнитель 17,6 (пат. US №6902779, МПК В41М 5/40, опубл. 07.06.2005 г.). На бумагу посредством струйной печати сублимационными чернилами наносят изображение, ее высушивают в определенных условиях и затем под воздействием тепла и давления при контакте бумаги, несущей печатное изображение, с тканью переводится на эту ткань.Known thermal transfer paper for inkjet printing, which is obtained by applying to the base paper a barrier coating containing a binder - sodium salt of carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, gelatin or a mixture thereof, and filler - kaolin or talc, in the following ratio, in parts by weight: binder 100, filler 17.6 (US Pat. No. 6902779, IPC B41M 5/40, publ. 06/07/2005). An image is applied to the paper by means of inkjet printing by sublimation ink, it is dried under certain conditions and then, under the influence of heat and pressure, when the paper carrying the printed image comes in contact with the fabric, it is transferred to this fabric.

Недостатком полученной по этому способу бумаги являются медленное высыхание чернил, нанесенных на барьерное покрытие, из-за чего при высоких плотностях заливки появляется отмар чернил на оборотной стороне бумаги при намотке ее в рулон, происходят смешение чернил разного цвета на границе их раздела и снижение контрастности печати. Кроме того, при использовании этой бумаги отмечается недостаточно высокая степень краскоотдачи при термопереносе распечатанных изображений.The disadvantage of the paper obtained by this method is the slow drying of the ink deposited on the barrier coating, because of which, at high fill densities, ink appears on the back of the paper when it is wound on a roll, ink of different colors mixes at the interface and print contrast decreases . In addition, when using this paper, an insufficiently high degree of ink transfer during thermal transfer of printed images is noted.

Наиболее близкими к предлагаемому способу и приготовленной по нему бумаги по технической сущности и назначению являются бумага для струйной печати, состоящая из основы и нанесенного на нее покрытия, содержащего связующее и наполнитель, и соответственно способ приготовления этой бумаги (RU, пат. №2335UОS, МПК В41М 5/40, 5/50, D21H 19/00, 19/36). В этом способе в качестве основы используют бумагу массой 60-110 г/м² с величиной впитываемости при одностороннем смачивании в диапазоне 66-87 г/м² по Кобб₆₀, и воздухопроницаемости в диапазоне 550-670 см³/мин. В описании состав волокнистой дисперсии для получения основы не указан, однако известно, что ее готовят из дисперсии, включающей, в мас.%: смесь лиственной и хвойной целлюлозы со степенью помола 30°ШР 95,0-99,6, канифольный клей в качестве проклеивающего вещества 0,2-2,0, Na-карбоксиметилцеллюлозу 0,2-3,0. В качестве связующего в покрытии используют Na-карбоксиметилцеллюлозу, поливиниловый спирт, желатину, крахмал или их смесь, в качестве наполнителя - каолин, тальк, сульфоалюминат кальция, силикагели, крахмал или смеси этих веществ. Композицию для покрытия готовят известным способом, его наносят на бумагу-основу с использованием обычной меловальной установки. В оптимальных вариантах покрытия в качестве связующего используют натрий-крабоксиметилцеллюлозу, в качестве наполнителя - крахмал, при их соотношении, в мас.ч.: связующее 100, наполнитель 30-500.The closest to the proposed method and the paper prepared according to it according to the technical nature and purpose are inkjet paper, consisting of a base and a coating on it containing a binder and a filler, and, accordingly, a method for preparing this paper (RU, US Pat. No. 2,333UOS, IPC B41M 5/40, 5/50, D21H 19/00, 19/36). In this method, paper with a weight of 60-110 g / m ² with absorbency with one-sided wetting in the range of 66-87 g / m ² according to Cobb ₆₀ , and breathability in the range of 550-670 cm ³ / min are used as the basis. In the description, the composition of the fibrous dispersion for obtaining the base is not indicated, however, it is known that it is prepared from a dispersion, including, in wt.%: A mixture of hardwood and softwood pulp with a grinding degree of 30 ° SH 95.0-99.6, rosin glue as sizing agent 0.2-2.0, Na-carboxymethyl cellulose 0.2-3.0. Na-carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, gelatin, starch or a mixture thereof are used as a binder in the coating, kaolin, talc, calcium sulfoaluminate, silica gels, starch or a mixture of these substances are used as filler. The coating composition is prepared in a known manner, it is applied to the base paper using a conventional coating unit. In optimal coating options, sodium carboxymethyl cellulose is used as a binder, starch is used as a filler, with their ratio, in parts by weight: binder 100, filler 30-500.

К недостаткам способа и, соответственно, бумаги можно отнести следующие обстоятельства. При испытаниях и использовании на практике полученных по способу лабораторных и промышленных образцов бумаги было обнаружено, что для обеспечения необходимого качества печати на бумаге при разных плотностях заливки приходится наносить на основу покрытие с достаточно большой его массой, чтобы обеспечить приемлемую скорость процессов впитывания-высыхания чернил при той или иной, в зависимости от назначения бумаги, плотности заливки. При несоответствии между массой покрытия и используемой плотностью заливки происходит «провал» чернил в объем основы вплоть до ее промокания. При таком «провале» изображение на бумаге становится блеклым, неконтрастным и, соответственно, совершенно непригодным для переноса. Еще один недостаток бумаги связан с тем, что при увеличении массы покрытия пропорционально ему увеличивается относительное количество краски в покрытии после переноса изображения.The disadvantages of the method and, accordingly, the paper include the following circumstances. When testing and using in practice laboratory and industrial paper samples obtained by the method, it was found that in order to ensure the required print quality on paper at different fill densities, it is necessary to apply a coating with a sufficiently large mass on the substrate to ensure an acceptable speed of ink absorption and drying when one or another, depending on the purpose of the paper, the density of the fill. If there is a mismatch between the coating mass and the used fill density, the ink “fails” into the base volume until it gets wet. With this “failure”, the image on paper becomes faded, non-contrast and, therefore, completely unsuitable for transfer. Another drawback of paper is that when the mass of the coating increases, the relative amount of paint in the coating increases proportionally to it after image transfer.

Новыми положительными результатами от внедрения предлагаемого изобретения являются обеспечение возможности снижения массы покрытия с сохранением качества печати при работе в широких диапазонах значений плотности заливки и скорости запечатывания изображений и обусловленное этим снижение расхода дорогостоящих материалов, а также обеспечение возможности использования в качестве основы бумаги с пониженной массой.New positive results from the implementation of the invention are the ability to reduce coating weight while maintaining print quality when working in a wide range of fill densities and image sealing speeds and the consequent reduction in the consumption of expensive materials, as well as the possibility of using paper with reduced weight as the basis.

Указанные результаты достигаются тем, что в способе изготовления термотрансферной бумаги для печати сублимационными чернилами, включающем получение бумаги-основы с заданными показателями по впитываемости при одностороннем смачивании и воздухопроницаемости, нанесение на нее покрытия, состоящего из натрий-карбоксилцеллюлозы в качестве связующего и крахмала в качестве наполнителя при их соотношении, в мас.ч.: 100 на 50-350 соответственно, согласно изобретению в качестве наполнителя используют катионный крахмал, покрытие наносят с массой 6-12 г/м², а основу готовят с величиной впитываемости в диапазоне 28-55 г/м² по Кобб₆₀ и величиной воздухопроницаемости в диапазоне 190-480 см³/мин. Бумагу-основу получают с массой 55-90 г/м².These results are achieved by the fact that in the method of manufacturing thermal transfer paper for printing with sublimation ink, which includes obtaining a base paper with predetermined absorption characteristics for one-sided wetting and air permeability, coating it consisting of sodium carboxyl cellulose as a binder and starch as a filler when their ratio, in parts by weight: 100 to 50-350, respectively, according to the invention, cationic starch is used as a filler, the coating is applied with a mass of 6-12 g / m ² , and the base is prepared with an absorbency value in the range of 28-55 g / m ² according to Cobb ₆₀ and a breathability value in the range of 190-480 cm ³ / min. The base paper is obtained with a mass of 55-90 g / m ² .

Способ осуществляют следующим образом. Готовят волокнистую дисперсию, содержащую, в мас.%: смесь лиственной и хвойной целлюлозы со степенью помола 33-45°ШР 88,68-99,18, микрофибриллированные целлюлозные волокна 0,5-10,0, димер алкил-кетена 0,02-0,12, натрий-карбоксиметилцеллюлозу 0,30-1,20. Дисперсию можно готовить без использования хвойной целлюлозы. Из дисперсии обычным образом получают бумагу-основу с заданной массой в диапазоне от 55 до 90 г/м². Для получения разных по массе вариантов бумаги-основы используют разные соотношения компонентов в волокнистой дисперсии, однако во всех вариантах величина впитываемости при одностороннем смачивании бумаги находится в диапазоне 28-55 г/м² по Кобб₆₀, а величина воздухопроницаемости - в диапазоне 190-480 см³/мин. При этих сочетаниях указанных параметров процессы впитывания-высыхания бумаги-основы при нанесении на одну ее сторону с определенной достаточно большой плотностью заливки воды или чернил на водной основе протекают с высокой скоростью без сквозной пропитки бумаги.The method is as follows. A fibrous dispersion is prepared containing, in wt.%: A mixture of hardwood and softwood pulp with a grinding degree of 33-45 ° SR 88.68-99.18, microfibrillated cellulose fibers 0.5-10.0, alkyl-ketene dimer 0.02 -0.12; sodium carboxymethyl cellulose 0.30-1.20. The dispersion can be prepared without the use of softwood pulp. From the dispersion in the usual way receive the base paper with a given mass in the range from 55 to 90 g / m ² . To obtain different mass variants of the base paper, different ratios of components in the fibrous dispersion are used, however, in all cases, the absorbency with one-sided wetting of the paper is in the range of 28-55 g / m ² according to Cobb ₆₀ , and the breathability is in the range of 190-480 cm ³ / min. With these combinations of the indicated parameters, the processes of absorption and drying of the base paper when applied to one side with a certain sufficiently high density of pouring water or water-based ink proceed at high speed without through impregnation of the paper.

Готовят также состав для нанесения покрытия на бумагу-основу, содержащий натрий-карбоксиметилцеллюлозу, например марки Финфикс 5, в качестве связующего 100 мас.ч. и катионного крахмала в качестве наполнителя 30-350 мас.ч. Катионный крахмал по сравнению с другими модификациями крахмала или нативным крахмалом обладает наиболее высокой краскоотдачей при термопереносе изображения.A composition is also being prepared for coating a base paper containing sodium carboxymethyl cellulose, for example, Finfix 5 grade, as a binder, 100 parts by weight and cationic starch as a filler 30-350 wt.h. Compared to other versions of starch or native starch, cationic starch has the highest ink yield during image transfer.

Испытания образцов термотрансферной бумаги, полученных по предлагаемому способу и по прототипу, осуществляют следующим образом.Tests of samples of thermal transfer paper obtained by the proposed method and the prototype, as follows.

Покрытие для всех испытуемых образцов готовят с использованием состава, содержащего 100 мас.ч. натрий-карбоксиметилцеллюлозы и 200 мас.ч. катионного крахмала. Запечатку образцов сублимационными чернилами проводят на высокоскоростном плоттере с одинаковой плотностью заливки одновременно с запечаткой бумаги по прототипу. В трех параллельных испытаниях сравнивают поведение новой бумаги и бумаги по прототипу. В таблице приведены характеристики образцов бумаги и измеренные значения длительности процессов впитывания-высыхания поверхности покрытия до исчезновения отмара краски на бумагу.The coating for all test samples is prepared using a composition containing 100 parts by weight of sodium carboxymethyl cellulose and 200 parts by weight cationic starch. Sealing of samples with sublimation ink is carried out on a high-speed plotter with the same fill density at the same time as prototype paper. Three parallel tests compare the behavior of new paper and prototype paper. The table shows the characteristics of the paper samples and the measured values of the duration of the absorption-drying of the coating surface until the disappearance of the paint stain on the paper.

Кроме скорости высыхания чернил разного цвета, при испытаниях сравнивали следующие показатели:In addition to the drying speed of ink of different colors, the following indicators were compared during the tests:

- равномерность окрашивания изображений непосредственно при запечатке;- uniformity of coloring of images directly when printing;

- сохранение равномерности и плотности окрашивания в процессе впитывания-высыхания чернил;- maintaining the uniformity and density of staining during the absorption-drying of ink;

- контрастность границ одного цвета или линий раздела двух цветов;- contrast of the borders of one color or dividing lines of two colors;

- полнота высыхания чернил в допустимом интервале времени между запечаткой и намоткой запечатанного полотна бумаги в рулон.- the completeness of drying of the ink in the allowable time interval between the sealing and the winding of the sealed web of paper in a roll.

При термопереносе качественно запечатанных на плоттере изображений на ткань фиксировали следующие показатели:During thermal transfer of images qualitatively sealed on a plotter onto a fabric, the following indicators were recorded:

- степень переноса красителей с бумаги на ткань;- the degree of transfer of dyes from paper to fabric;

- контрастность, яркость и плотность красок изображений на ткани;- contrast, brightness and density of the colors of the images on the fabric;

- появление или отсутствие дефектов изображения на ткани, не имеющихся на запечатанной бумаге.- the appearance or absence of image defects on the fabric, not available on sealed paper.

Анализ полученных результатов показывает, что все показатели качества изображений, как распечатанных на бумаге, так и перенесенных на ткань, у всех образцов находятся на высоком уровне. Длительность процессов впитывания-высыхания в одинаковых условиях у образцов в каждом из параллельных испытаний практически одинакова. Если учесть, что у образцов по предлагаемому изобретению масса чернил на единицу массы (или объема) покрытия при одной и той же плотности заливки значительно больше по сравнению с образцами по прототипу, можно заключить, что скорость процессов впитывания-высыхания чернил у новой бумаги протекает значительно интенсивнее. Это новое положительное качество бумаги с покрытием в основном определяется характеристиками бумаги-основы, прежде всего нужным сочетанием ее показателей по впитываемости при одностороннем смачивании и по воздухопроницаемости.An analysis of the results shows that all indicators of image quality, both printed on paper and transferred to fabric, are at a high level for all samples. The duration of the absorption-drying processes under the same conditions for the samples in each of the parallel tests is almost the same. Given that the samples according to the invention, the ink mass per unit mass (or volume) of the coating at the same fill density is significantly higher compared to the prototype samples, we can conclude that the rate of ink absorption-drying of the new paper proceeds significantly more intense. This new positive quality of coated paper is mainly determined by the characteristics of the base paper, first of all, by the desired combination of its absorption characteristics for unilateral wetting and breathability.

Характеристики образцов бумаги и результаты испытанийCharacteristics of paper samples and test results № п/пNo. p / p Характеристики бумаги по предлагаемому способу (новая бумага)Characteristics of the paper by the proposed method (new paper) Характеристики бумаги по прототипуPrototype paper specifications Плотность заливки, %Density,% Длительность процесса впитываемости-высыхания плашек до отлипа без отмараThe duration of the process of absorbency-drying of the dies to tack without decoction масса бумаги-основы г/см² base paper weight g / cm ² масса покрытия г/см² coating weight g / cm ² масса бумаги-основы г/см² base paper weight g / cm ² масса покрытия г/см² coating weight g / cm ² новая бумага сnew paper with по прототипу сprototype with 1one 5555 66 6060 1010 100one hundred 6565 6767 22 7575 99 9090 18eighteen 200200 9898 9696 33 9090 1212 110110 2525 400400 135135 135135 4four 9090 нетno 9090 нетno 200200 125125 промоканиеgetting wet

Claims

1. A method of manufacturing a thermal transfer paper for printing by sublimation ink, comprising preparing a base paper with predetermined absorbency for one-sided wetting and breathability, coating it with sodium carboxymethyl cellulose as a binder and starch as a filler, with their ratio in parts by weight: 100 to 50-350, respectively, characterized in that cationic starch is used as filler, the coating is applied with a mass of 6-12 g / m ² , and the base is prepared with a value absorbency in the range of 28-55 g / m ² according to Cobb ₆₀ and breathability in the range of 190-480 cm ³ / min.

2. The method according to claim 1, characterized in that the base paper is obtained with a mass of 55-90 g / m ² .