ТЕРМОТРАНСФЕРНАЯ БУМАГА ДЛЯ ПЕЧАТИ СУБЛИМАЦИОННЫМИ ЧЕРНИЛАМИ Российский патент 2008 года по МПК B41M5/40 B41M5/50 D21H19/00 D21H19/36 

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при изготовлении термотрансферных бумаг.

Известен двухслойный материал для термотрансферного переноса печатных изображений, включающий гибкий первый слой, например целлюлозное нетканое полотно (бумагу), и второй слой, нанесенный на первый слой и связанный с ним, например, с помощью клея или нагревания.

Второй слой представляет собой полотно, полученное из природного или синтетического полимера, например, методом выдувания из расплава полиамида с температурой плавления от 90 до 250 град С.

Второй слой обрабатывают составом, содержащим воду и вещество, например, поливиниловый спирт или полиоксиэтилен, которое увеличивает вязкость чернил для струйной печати на поверхности второго слоя с получением прочного распечатанного на нем изображения.

Перенос распечатанного изображения на ткань осуществляется переносом расплавленного второго слоя массой не менее 10 г/м² с помощью нагрева и давления. (RU, заявка 99122675/12, опубл. 10.10.2001 г.).

Недостаток этого материала связан с тем, что изображение передается на принимающую ткань вместе с полимерной пленкой с вплавленными в нее красителями.

В результате изображения на ткани получаются с низкой контрастностью, расплывшимися границами цветов. Кроме того, красочное изображение на конечном текстильном изделии быстро разрушается вместе с несущей это изображение полимерной пленкой при механическом воздействии на изделие, например при стирке.

Наиболее близкой к предлагаемой бумаге по технической сущности и назначению является термотрансферная бумага для струйной печати, состоящая из бумаги-основы и нанесенного на нее барьерного покрытия, содержащего связующее - натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, поливиниловый спирт, желатину или их смеси, и наполнитель - каолин или тальк при следующем соотношении компонентов (в массе):

связующее - 100, наполнитель 17,6.

На это покрытие посредством струйной печати специальными сублимационными чернилами наносится изображение, высушивается в определенных условиях в течение некоторого времени и затем под воздействием тепла и давления при контакте бумаги, несущей печатное изображение, с тканью переводится на эту ткань (пат. США №6902779, МПК В41М 5/40, опубл. 07.06.2005 г.).

Недостатками упомянутой бумаги являются медленное высыхание чернил, нанесенных на барьерное покрытие, что приводит при высоких плотностях заливки к отмару чернил на оборотную сторону бумаги при намотке ее в рулон, смешению некоторых цветов на границе раздела этих цветов в процессе нанесения печати, то есть проникновение одной краски ( на 1-2 мм) в область с другим цветом, вызывающим снижение контрастности печати, а также недостаточно высокая степень краскоотдачи при термопереносе распечатанных изображений.

Кроме того, качество распечатки на бумагу и, соответственно, изображений на ткань зависит от типа используемых сублимационных чернил.

Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого изобретения, заключается в более высокой скорости процессов впитывания и высыхания чернил, высокой контрастности линий раздела цветов вследствие исключения смешения красок на линиях раздела, исключении отмарывания красок в рулонах и при переносе изображений на ткань, более высокой степени краскоотдачи при термопереносе на ткань, возможности использования всех известных типов сублимационных чернил при печати на высокоскоростных плоттерах.

Указанный технический результат достигается тем, что термотрансферная бумага, состоящая из бумаги-основы и покрытия, содержащего связующее и наполнитель, причем связующее взято из группы веществ, включающей карбоксиметилцеллюлозу, поливиниловый спирт, желатин и их смеси, а наполнитель взят из группы веществ, включающей тальк, каолин, согласно изобретению, содержит связующее и наполнитель в составе покрытия при следующем их соотношении (мас.ч.):

связующее - 100, наполнитель 30-500.

Связующее может включать одно из указанных веществ или смесь этих веществ в любом сочетании: карбоксиметилцеллюлозу и поливиниловый спирт; карбоксиметилцеллюлозу и желатину; желатину и крахмал.

Группа связующих веществ, используемых в покрытии, дополнительно содержит крахмал.

Группа наполнителей, используемых в покрытии, дополнительно содержит сульфоалюминат кальция, силикагели, мелкодисперсный крахмал и смеси этих веществ.

Масса покрытия на бумаге-основе составляет 10-25 г/м².

Термотрансферную бумагу готовят следующим образом.

В смесителе-реакторе готовят заданное количество водного раствора связующего определенной концентрации. Затем в раствор при интенсивном перемешивании подают заданное количество наполнителя. После прекращения подачи наполнителя смесь перемешивают 10-15 мин и фильтруют.

Полученную композицию наносят на бумагу-основу массой от 60 до 110 г /м² на меловальной установке любым известным способом. Масса покрытия может быть от 10 до 25 г/м².

Пример 1.

На основу наносят покрытие, содержащее (в мас. ч.)

- связующее - карбоксиметилцеллюлоза - 15;

- поливиниловый спирт - 70;

-желатин - 15;

- наполнитель - каолин - 20, тальк - 10.

Пример 2.

На основу наносят покрытие, содержащее (в мас.ч.)

- связующее - карбоксиметилцеллюлоза - 100;

- наполнитель - каолин - 250.

Пример 3.

На основу наносят покрытие, содержащее (в мас.ч.)

- связующее - крахмал - 50;

карбоксиметилцеллюлоза - 25;

- поливиниловый спирт - 15;

- желатин - 10;

- наполнитель - каолин - 300, сульфоалюминат кальция - 50, тальк - 25, силикогель - 50, мелкодисперсный (неклейстеризованный) крахмал - 75.

Испытания образцов термотрансферной бумаги, полученных по предлагаемому способу, осуществляют следующим образом.

Запечатку образцов сублимационными чернилами разного типа (Manoukian, Expressio, CIBA) проводят на плоттере марки Mimaki JV22-160, JV4-160 при плотностях заливки от 100 до 400%. Одновременно, то есть абсолютно в тех же условиях, запечатывают образцы бумаги по прототипу Coldenhove Jetcol фирмы Coldenhove (Голландия).

Для дополнительной оценки качества термотрансферной бумаги, изготовленной по предлагаемому изобретению, а также для определения возможности применения ее при запечатывании изображений на быстродействующих плоттерах новых поколений использовали разработанный для этого специальный метод.

По этому методу плакатным пером шириной 12-15 мм проводили на испытуемых бумагах (включая бумагу по прототипу) с одними и теми же скоростью и нажимом полосы чернил разного цвета и типа. Количество чернил в пере во всех случаях было одинаковым и достаточным для того, чтобы в полосе были зоны всех возможных плотностей заливки чернил.

В наших испытаниях плотность заливки в линии плавно изменялась от максимальной (аналог 800% заливки) в начале линии до минимальной (10-15% заливки) в ее конце.

Конкретную величину плотности заливки в зонах плакатных линий приближенно определяли при сопоставлении длительности высыхания чернил до исчезновения отмарывания краски с линий, запечатанных на плоттере, до такого же исчезновения отмарывания в зонах плакатных линий с аналогичными плотностями заливки. Сравнение скорости высыхания чернил с высокой плотностью заливки на бумагах по предлагаемому изобретению и по прототипу при прочих равных показателях запечаток и изображений на ткани после термопереноса показывает преимущество той или другой бумаги при запечатке на высокоскоростном плоттере.

Кроме скорости (длительности) высыхания чернил, при испытаниях всех бумаг при запечатке фиксировали и сравнивали следующие показатели:

- равномерность окрашивания изображений непосредственно при запечатке на плоттере или плакатным пером (возможны появление ряби, полосок, сворачиваемость краски, пропитывание бумаги);

- сохранение равномерности и плотности окрашивания в процессе впитывания - высыхания чернил;

- контрастность границ линий одного цвета или линий раздела двух цветов (при высоких плотностях заливки возможны «махровость» линий одного цвета или линий раздела двух цветов, перетекание чернил одного цвета в чернила другого цвета при запечатке на плоттере);

- полнота высыхания чернил в допустимый интервал времени между запечаткой и намоткой запечатанного полотна бумаги в рулон.

При термопереносе качественно запечатанных на плоттере изображений на ткань фиксировали следующие показатели:

- степень переноса красителей с бумаги на ткань;

- яркость и плотность красок изображений на ткани;

- появление дефектов изображения на ткани, не имеющихся на запечатанной бумаге.

В таблице 1 приведены параметры бумаги с покрытием по примерам.

В таблице 2 приведены характеристики запечатывания изображений на бумаге по примерам и по прототипу. Показатели запечатывания на бумаге по прототипу приняты за эталон и отмечены знаком «*». Для бумаг по предлагаемому изобретению знаки «>» или «=» указывают, что тот или иной показатель превосходит соответствующий показатель бумаги по прототипу или равен ему.

В таблице 3 сравниваются степень переноса красителей с бумаги на ткань, а также качество изображений на ткани при использовании для термопереноса бумаг по предлагаемому изобретению и прототипу. Смысл значков аналогичен использованному в таблице 2.

В таблице 2 и 3 приведены также данные при запечатке линий плакатным пером. В начальной части линий плотность заливки приблизительно 800%.

С учетом значений длительности высыхания можно полагать, что чернила на бумаге по прототипу при повышенной плотности заливки (выше 400%) не успеют высохнуть до исчезновения отмара за допустимый промежуток времени между запечаткой изображений на высокоскоростном плоттере до сворачивания бумаги в рулон.

На основании данных таблиц можно сделать вывод, что бумаги, изготовленные по заявленному предложению, по всем показателям не уступают или превосходят бумагу по прототипу. Значительно более высокая скорость процесса впитывания-высыхания чернил при сохранении высоких показателей запечатанных на бумаге и перенесенных на ткань изображений позволяет использовать высокие плотности заливки, достигаемые, например, при запечатывают на высокоскоростных плоттерах новых поколений.

Таким образом, бумага по предлагаемому изобретению может быть использована при запечатке изображений с любой степенью заливки на плоттерах различных моделей с последующим получением конечной продукции (например, тканевых изделий с перенесенными на них изображениями) высокого качества. Запечатывать изображения на бумаге для дальнейшего термотрансферного переноса на ткань можно как с использованием методов струйной печати, так и типографских способов печати.

Таблица 1.Характеристики бумаги с покрытием по примерам№№ примеров123Масса бумаги - основы, г/ м²6090110Масса покрытия, г/м²101825

Таблица 2.Характеристики запечатывания изображений на бумаге по примерам№№Режим печатиРавномерностьДлительностьЧеткостьпримера окрашиваниявысыханияграниц  плашекчернил долиний   исчезновенияраздела   отмара (безцветов   принудительного(контрастность   обогрева),на заливке   мин800%)1а)=2=2а)=1= б)>2> в) 3 3а)>0,5= б)>1,5> в)>2>Прототипа)*6* б)*10*Jetcolв)*12*2000    Jetcolа)*4=5000б)*8> в)*10>а) 360 dpi × 360 dpi 2 проходаб) 360 dpi × 540 dpi 3 проходав) 360 dpi × 740 dpi 4 прохода

Таблица 3.Степень переноса красителей с бумаги на ткань и показатели качества перенесенных на ткань изображений при использовании бумаг по примерам и прототипу.№№ примеровСтепень переноса красителя в %Яркость красок на изображении (визуально)Дефекты изображения1 а)===2 а)===2 б)>>>    3 а)===3 б)>>>3 в)>>>Прототип Jetcol 2000   а)***б)***в)***Прототип Jetcol 5000   а)===б)==>в)==>Обозначения режимов а), б), в) указаны в таблице 2.

Термотрансферная бумага для печати сублимационными чернилами относится к области изготовления специальных видов бумаги с покрытием для печати сублимационными чернилами. Данная бумага для печати состоит из основы и нанесенного на нее покрытия, содержащего связующее и наполнитель. При этом компоненты содержатся при заданном соотношении. В качестве связующего покрытие содержит вещество, выбранное из группы, включающей крахмал, карбоксиметилцеллюлозу, поливиниловый спирт, желатин и их смеси. В качестве наполнителя покрытие содержит вещество, выбранное из группы, включающей сульфоалюминат кальция, мелкодисперсный крахмал, тальк, силикагели и их смесь. Масса покрытия на бумаге-основе составляет 10-25 г/м². Техническим результатом является обеспечение высокой скорости высыхания чернил и, соответственно, запечатанных ими на бумаге изображений во всем диапазоне плотностей заливки чернил, 90-95%-ной степени переноса красок на ткань, высокого качества изображений на ткани. Это дает возможность использовать термотрансферную бумагу в производстве различных изделий с прочно запечатанными на них красочными изображениями, как с использованием методов струйной печати, так и типографских способов печати. 3 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Термотрансферная бумага для печати сублимационными чернилами, состоящая из основы и покрытия, содержащего связующее и наполнитель, причем связующее взято из группы веществ, включающей карбоксиметилцеллюлозу, поливиниловый спирт, желатин и их смеси, а наполнитель взят из группы веществ, включающей тальк, каолин, отличающаяся тем, что связующее и наполнитель в покрытии содержатся при следующем их соотношении, мас.ч.:

связующее100наполнитель30-500