一种纳米纤维素改性热转印纸及其制备方法

本发明属于功能纸基材料，尤其涉及一种纳米纤维素改性热转印纸及其制备方法。

背景技术：

1、印染是传统高污染、高能耗产业，环境的压力一步步倒逼着印染行业转型升级。数码印花使用计算机将墨水“按需分配”，从而大幅减少染料使用和污水排放，数码印花使印染行业迎来新机遇。数码印花又可分为数码直喷印、热转印和冷转印。其中，数码热转印生产时间短、灵活性强，不需蒸化和水洗，环保优越，从源头上显著解决印染废水对生态环境的威胁，具有极佳的竞争优势。作为数码热转印工艺的“中转站”，热转印纸的性能对图案的打印质量和转印质量起到至关重要的作用。

2、热转印纸一般由热转印原纸和涂布层构成。涂布层是涂料在纸张表面干燥而成的薄膜，主要作用是提供优异的油墨吸收性，防止油墨被过度吸收到纸张纤维内部，控制油墨的网点增大，形成高质量的图文信息。涂料一般由胶料、颜料和功能添加剂组成，现有涂料配方制备的热转印纸存在图文信息易刮花、转移率较低等问题。

3、纳米纤维素(nanocellulose，nc)来源丰富，具有高比表面积、良好的生物相容性，可调节的物理和化学性质，良好的流变性、分散稳定性、保水性、成膜性等特点，上述优异性能使得nc在复合材料领域具有很高的研究和应用价值。纤维素纳米纤丝(cellulosenanofibers,cnfs)直径10～100nm、长度几个微米，具有较大长径比，易形成致密的网络结构，可用于改善膜的力学和阻隔性能，生成多孔涂层，改善涂布纸表面性能，克服由于填充物含量而导致的强度降低，cnfs和阳离子淀粉组合施胶可使纸页获得具有可控渗透率的平滑性和均匀性，提高油墨的转移率。但现有技术中，利用常规cnfs制备得到的复合涂料用于转印纸中时，其印刷图案并不清晰，且印刷效果极差，难以进行实际应用。

4、因此，如何提供一种利用纳米纤维素改善转印纸性能的方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种纳米纤维素改性热转印纸及其制备方法。

2、为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、一种纳米纤维素改性热转印纸，利用复合涂料对热转印原纸进行涂布得到，所述复合涂料包括木质素纳米纤维素纤丝(lcnfs)。

4、优选的，所述的木质素纳米纤维素纤丝的直径为20-180nm，长度为2-5μm。

5、优选的，所述的木质素纳米纤维素纤丝为阳离子木质素纳米纤维素纤丝(c-lcnfs)，zeta电位为+15～+30mv。

6、有益效果：本发明将木质素纳米纤维素添加入涂料中可以使得涂层形成更多微细网格，提高打印和转印精度，同时保留木质素的纳米纤维素，可以降低吸水性，进而提高油墨干燥速度，并且，木质素纳米纤维素纤丝的阳离子电荷特性可以增加对油墨的吸附性能。

7、一种纳米纤维素改性热转印纸的制备方法，包括以下步骤：

8、将cs/cmc胶液与无机微纳米颜料复配后得到胶料，再添加木质素纳米纤维素纤丝(lcnfs)，即得到复合涂料，然后将所述复合涂料涂布于热转印原纸，即得到所述纳米纤维素改性热转印纸。

9、有益效果：cmc/cs胶液中添加少量的无机微纳米颜料和纳米纤维素，形成润涨型涂层，cmc/cs可快速吸收墨滴中的大部分溶剂，干燥速度快；无机微纳米颜料和纳米纤维素嵌入cmc/cs可形成大量微孔网格结构，可有效控制油墨的网点，形成高质量的图像，提高打印和转印精度。

10、优选的，所述cmc/cs胶液的制备方法包括以下步骤：

11、将羧甲基纤维素钠溶液加热后加入阳离子淀粉搅拌糊化，即得到所述cmc/cs胶液。

12、优选的，所述羧甲基纤维素钠和阳离子淀粉质量比为1:3～1:8。

13、有益效果：cmc具有良好的成膜性，对颜料的相容性较好，提高印刷质量，可以阻止油墨向涂层内部和纸页里面迁移。并且，淀粉价格便宜，可以迅速的吸收油墨中的水，加快油墨的干燥速度，但淀粉与油墨之间必然存在某种化学连接，使油墨的脱离比较困难。故采取复配淀粉为主体，添加少量cmc。

14、优选的，所述cmc/cs胶液与无机微纳米颜料的质量比为5:1～9:1；

15、更为优选的，所述无机微纳米颜料包括高岭土和/或纳米二氧化硅；

16、所述高岭土为片状，粒径为1250目。

17、所述纳米二氧化硅为球形颗粒，粒径为20-150nm。

18、所述高岭土和纳米二氧化硅的质量比为4:1～9:1。

19、所述木质素纳米纤维素纤丝为胶料绝对质量的1％～4％。

20、优选的，所述涂布前先将热转印原纸经红外预干燥至70-80％干度，再经双排烘缸干燥至92-96％干度。

21、优选的，所述涂布过程中，复合涂料的涂量为1.5-2.5g/m2，设计纸压为30-40kn/m。

22、更为优选的，所述涂布使用膜转移式涂布器。

23、有益效果：本发明中的涂料以cmc/cs为主体，具有较高的流动性和成膜性，采用膜转移式涂布可以精准控制涂布量，并有利于形成均匀致密的膜层。

24、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

25、本发明提供的纳米纤维素改性热转印纸通过将cmc和cs复合，利用两种物质带有羟基的大分子链交互形成网状胶膜，使油墨颗粒快速固定在纸张涂层表面，阻止其迁移，提高转移率。在cmc/cs胶料中引入阳离子木质素纳米纤维素和无机微纳米颜料，木质素纳米纤维素的高长径比和大量的氢键，可以增加纸页表面强度，减少印刷过程中的起毛和粉尘相关问题，并且，木质素纳米纤维素可以降低涂层的吸水性，提高油墨干燥速度，其中的阳离子电荷可以提高涂层对油墨的吸附量。此外，本发明中的木质纳米纤维素和无机微纳米颜料还能够嵌入cmc/cs中形成大量微孔网格结构，可有效控制打印油墨的网点，形成高质量图像，提高打印和转印精度。本发明采用原料均无生物毒性，成本低，反应条件温和、工艺安全、简单，符合环保要求。

技术特征：

1.一种纳米纤维素改性热转印纸，利用复合涂料对热转印原纸进行涂布得到，其特征在于，所述复合涂料包括木质素纳米纤维素纤丝。

2.根据权利要求1所述的一种纳米纤维素改性热转印纸，其特征在于，所述的木质素纳米纤维素纤丝的直径为20-180nm，长度为2-5μm。

3.根据权利要求2所述的一种纳米纤维素改性热转印纸，其特征在于，所述的木质素纳米纤维素纤丝为阳离子木质素纳米纤维素纤丝，zeta电位为+15～+30mv。

4.如权利要求1-3任一项所述的一种纳米纤维素改性热转印纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种纳米纤维素改性热转印纸的制备方法，其特征在于，所述cmc/cs胶液的制备方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种纳米纤维素改性热转印纸的制备方法，其特征在于，所述羧甲基纤维素钠和阳离子淀粉质量比为1:3～1:8。

7.根据权利要求4所述的一种纳米纤维素改性热转印纸的制备方法，其特征在于，所述cmc/cs胶液与无机微纳米颜料的质量比为5:1～9:1。

8.根据权利要求4所述的一种纳米纤维素改性热转印纸的制备方法，其特征在于，所述木质素纳米纤维素纤丝为所述胶料绝对质量的1％～4％。

9.根据权利要求4所述的一种纳米纤维素改性热转印纸的制备方法，其特征在于，所述涂布前先将热转印原纸经红外预干燥至70-80％干度，再经双排烘缸干燥至92-96％干度。

10.根据权利要求4所述的一种纳米纤维素改性热转印纸的制备方法，其特征在于，所述涂布过程中，复合涂料的涂量为1.5-2.5g/m2，设计纸压为30-40kn/m。

技术总结本发明公开了一种纳米纤维素改性热转印纸及其制备方法，属于功能纸基材料技术领域。该纳米纤维素改性热转印纸利用复合涂料对热转印原纸进行涂布得到，所述复合涂料包括木质素纳米纤维素纤丝。其制备方法包括以下步骤：将CS/CMC胶液与无机微纳米颜料复配后，添加木质素纳米纤维素纤丝，即得到复合涂料，然后将所述复合涂料涂布于热转印原纸，即得到所述纳米纤维素改性热转印纸。本发明提供的纳米纤维素改性热转印纸具有转移率高、增加纸页表面强度，减少印刷过程中的起毛和粉尘相关问题，且干燥速度等优点。本发明采用原料均无生物毒性，成本低，反应条件温和、工艺安全、简单，符合环保要求。技术研发人员：刘华,胡志军,黄星雨,陈华,丁晓良,李攀登受保护的技术使用者：浙江科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/5