本發(fā)明涉及漿料或紙漿組合物，尤其涉及一種耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、熱敏紙是一種特殊類(lèi)型的打印紙，其主要特點(diǎn)是在加熱作用下可以產(chǎn)生圖像或文字，而無(wú)需使用墨水或色帶；其工作原理基于熱敏感層中的化學(xué)物質(zhì)(通常是微膠囊和染料)在熱能作用下顯色。當(dāng)打印頭中的熱敏打印頭施加熱能時(shí)，熱敏紙上熱敏層中的微膠囊會(huì)破裂而釋放出染料；染料的釋放根據(jù)打印頭的加熱模式形成文字、圖像或條形碼等內(nèi)容。由于熱敏紙具有打印過(guò)程簡(jiǎn)單、速度快、無(wú)噪音和節(jié)省空間(因?yàn)闊o(wú)需墨盒或色帶)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于小型打印設(shè)備(如收據(jù)打印機(jī)、標(biāo)簽打印機(jī))中，特別適用需要快速打印和不需要長(zhǎng)期保存打印結(jié)果的場(chǎng)合。然而，在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，熱敏感紙的防刮擦性能較差，易導(dǎo)致所打印的圖文或條碼信息無(wú)法識(shí)別；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)當(dāng)熱敏紙長(zhǎng)時(shí)間暴露于光照下時(shí)，也會(huì)加劇打印圖像模糊或顏色褪色。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層及其制備方法和應(yīng)用。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層，該耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層主要由明膠、纖維素納米纖絲和甘油組成；所述纖維素納米纖絲中含有木質(zhì)素。

4、本發(fā)明將明膠、含有木質(zhì)素的纖維素納米纖絲和甘油相結(jié)合，以具有長(zhǎng)纖維結(jié)構(gòu)、高比表面積和良好柔韌性的纖維素納米纖絲為增強(qiáng)材料，使其彼此相互穿插形成骨架結(jié)構(gòu)，并與均勻分散于骨架結(jié)構(gòu)之間的明膠和甘油發(fā)生多種相互作用(靜電相互作用以及氫鍵作用)，進(jìn)而有效改善熱敏紙保護(hù)層的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，從而顯著提高熱敏紙保護(hù)層的耐刮擦性能；同時(shí)，還利用纖維素納米纖絲中木質(zhì)素所提供的羰基、酚羥基、共軛雙鍵結(jié)構(gòu)、甲氧基等多種發(fā)色基團(tuán)，來(lái)賦予熱敏紙保護(hù)層良好的屏蔽紫外線(xiàn)效果，進(jìn)而使得熱敏紙保護(hù)層兼具良好的遮光性能和優(yōu)異的耐刮擦性能，從而顯著改善熱敏紙的使用壽命。

5、作為本發(fā)明所述耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層的優(yōu)選實(shí)施方式，所述明膠與纖維素納米纖絲的質(zhì)量比為10:(0.02～0.2)?？蛇x地，所述明膠與纖維素納米纖絲的質(zhì)量比具體可以為10:0.05、10:0.08、10:0.1、10:0.12、10:0.14、10:0.16、10:0.18。研究發(fā)現(xiàn)，明膠與纖維素納米纖絲的質(zhì)量比主要影響熱敏感紙保護(hù)層的強(qiáng)度和遮光性能，當(dāng)兩者的質(zhì)量比在上述范圍內(nèi)時(shí)，不僅可以更好地提高熱敏紙保護(hù)層的強(qiáng)度以改善耐刮擦性能，同時(shí)還能夠具備優(yōu)異的遮光性能，進(jìn)而顯著提高熱敏紙的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

6、作為本發(fā)明所述耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層的優(yōu)選實(shí)施方式，所述明膠與甘油的質(zhì)量比為10:(1～5)?？蛇x地，所述明膠與甘油的質(zhì)量比具體可以為10:1.5、10:2、10:2.5、10:3、10:3.5、10:4、10:4.5。研究發(fā)現(xiàn)，雖然纖維素納米纖絲的長(zhǎng)纖維結(jié)構(gòu)賦予其良好的柔韌性，但其與明膠結(jié)合后仍具有一定的脆性，而甘油的加入則可以與纖維素納米纖絲和明膠共同作用來(lái)降低熱敏紙保護(hù)層的脆性，提升其柔性并保持良好的強(qiáng)度。當(dāng)明膠與甘油的質(zhì)量比在上述范圍內(nèi)，可以更好地提升熱敏紙保護(hù)層的柔性，以使得熱敏紙涂層具備良好的形變性能，隨熱敏感紙變形而發(fā)生同步形變；同時(shí)還能夠保持高強(qiáng)度，以大幅提升熱敏感紙涂層的耐刮擦性能。

7、作為本發(fā)明所述耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層的優(yōu)選實(shí)施方式，所述纖維素納米纖絲的平均直徑為40～80nm。可選地，所述纖維素納米纖絲的平均直徑具體可以為45nm、50nm、55nm、60nm、65nm、70nm、75nm。

8、作為本發(fā)明所述耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層的優(yōu)選實(shí)施方式，所述明膠包括豬皮明膠、魚(yú)皮明膠、牛皮明膠、牛骨明膠中的至少一種；優(yōu)選為豬皮明膠，所述豬皮明膠的膠凍強(qiáng)度具體可以為260～300bloom。

9、作為本發(fā)明所述耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層的優(yōu)選實(shí)施方式，所述纖維素納米纖絲可以通過(guò)購(gòu)買(mǎi)得到，也可以由以下制備方法制得：以漂白化學(xué)熱磨機(jī)械漿為原料，采用gb/t2677.6-1994標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行苯-醇抽提，將所得漿料進(jìn)行分絲帚化處理，即得纖維素納米纖絲。

10、上述制備方法具體包括以下步驟：根據(jù)gb/t2677.6-1994，對(duì)漂白化學(xué)熱磨機(jī)械漿進(jìn)行苯-醇抽提，將所得漿料浸漬于水中，得到纖維懸浮液；將其倒入研磨設(shè)備中進(jìn)行分絲帚化處理后，利用高壓均質(zhì)機(jī)對(duì)研磨后的懸浮液進(jìn)行均質(zhì)處理，得到纖維素納米纖絲懸浮液，干燥后即得纖維素納米纖絲。

11、其中，上述纖維懸浮液的固含量為1wt％～3wt％，優(yōu)選為1.5wt％～2.5wt％，更優(yōu)選為2wt％；所述超微粒研磨處理時(shí)磨盤(pán)間隙為+20～-150μm，每個(gè)間隙下的研磨次數(shù)為5～20次，轉(zhuǎn)速為1000～2400rpm；優(yōu)選為0μm(5次)，-5μm(5次)，轉(zhuǎn)速為1500rpm；-80μm(10次)，轉(zhuǎn)速為2000rpm；-100μm(20次)，轉(zhuǎn)速為2000rpm。研磨后的懸浮液的固含量為0.3wt％～1wt％。

12、第二方面，本發(fā)明提供了一種上述耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層的制備方法，包括以下步驟：將明膠、纖維素納米纖絲、甘油和水混合均勻得到復(fù)合溶液，然后將復(fù)合溶液均勻涂覆于載體表面、干燥，即得耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層。

13、作為本發(fā)明所述耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層的優(yōu)選實(shí)施方式，所述涂覆漿料中明膠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％～40％，具體可以為15％、20％、25％、30％、35％。

14、第三方面，本發(fā)明提供了上述耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層在熱敏紙中的應(yīng)用。

15、第四方面，本發(fā)明提供一種熱敏紙，包括熱敏紙?jiān)?、熱敏顯色涂層和保護(hù)層，其特征在于，所述保護(hù)層為上述的耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

17、本發(fā)明將明膠、含有木質(zhì)素的纖維素納米纖絲和甘油相結(jié)合，以具有長(zhǎng)纖維結(jié)構(gòu)、高比表面積和良好柔韌性的纖維素納米纖絲為增強(qiáng)材料，使其彼此相互穿插形成骨架結(jié)構(gòu)，并與均勻分散于骨架結(jié)構(gòu)之間的明膠和甘油發(fā)生多種相互作用(靜電相互作用以及氫鍵作用)，進(jìn)而同時(shí)改善熱敏紙保護(hù)層的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，從而顯著提高熱敏紙保護(hù)層的耐刮擦性能。此外，還利用纖維素納米纖絲中木質(zhì)素所提供的羰基、酚羥基、共軛雙鍵結(jié)構(gòu)和甲氧基等多種發(fā)色基團(tuán)，來(lái)賦予熱敏紙保護(hù)層良好的屏蔽紫外線(xiàn)效果，進(jìn)而使得熱敏紙保護(hù)層兼具良好的遮光性能和優(yōu)異的耐刮擦性能，從而顯著改善熱敏紙的使用壽命。

技術(shù)特征：

1.一種耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層，其特征在于，所述耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層主要由明膠、纖維素納米纖絲和甘油組成；所述纖維素納米纖絲中含有木質(zhì)素。

2.如權(quán)利要求1所述的耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層，其特征在于，所述明膠與纖維素納米纖絲的質(zhì)量比為10:(0.02～0.2)。

3.如權(quán)利要求1所述的耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層，其特征在于，所述明膠與甘油的質(zhì)量比為10:(1～5)。

4.如權(quán)利要求1所述的耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層，其特征在于，所述纖維素納米纖絲的平均直徑為40～80nm。

5.如權(quán)利要求1所述的耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層，其特征在于，所述明膠包括豬皮明膠、魚(yú)皮明膠、牛皮明膠、牛骨明膠中的至少一種。

6.如權(quán)利要求1所述的耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層，其特征在于，所述纖維素納米纖絲由以下制備方法制得：以漂白化學(xué)熱磨機(jī)械漿為原料，采用gb/t2677.6-1994標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行苯-醇抽提，將所得漿料進(jìn)行分絲帚化處理，即得纖維素納米纖絲。

7.權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將明膠、纖維素納米纖絲、甘油和水混合均勻得到復(fù)合溶液，然后將復(fù)合溶液均勻涂覆于載體表面、干燥，即得耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層。

8.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述復(fù)合溶液中明膠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％～40％。

9.權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層在熱敏紙中的應(yīng)用。

10.一種熱敏紙，包括熱敏紙?jiān)?、熱敏顯色涂層和保護(hù)層，其特征在于，所述保護(hù)層為權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層及其制備方法和應(yīng)用，屬于漿料或紙漿組合物技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層，主要由明膠、纖維素納米纖絲和甘油組成；所述纖維素納米纖絲中含有木質(zhì)素。該耐刮擦遮光熱敏紙保護(hù)層不僅具備優(yōu)異的耐刮擦性能，同時(shí)還能夠有效屏蔽紫外光，從而顯著提高熱敏紙的使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：文輝,程曉,王斌,梁冬梅,陳文武,龍冬平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東冠豪高新技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9