ポリエステル繊維の熱昇華転写印刷における印刷可能な改質紙の能力の探求

Scientific Reports volume 13、記事番号: 6536 (2023) この記事を引用

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この研究では、熱転写紙に、籾殻シリカ灰 TiO2/RHSA のコア上に二酸化チタンの薄いシェルを沈殿させた新しいコアシェル顔料を充填し、布帛の昇華印刷に適用しました。 さらに、０．１％（ｗ／ｗ）のカチオン性ポリアクリルアミド（ＣＰＡＭ）および１％（ｗ／ｗ）のベントナイト（Ｂｔ）も順次添加して、漂白クラフトバガスパルプから作られた紙ハンドシートの排水性およびフィラー保持性を改善した。 新しいコアシェル顔料が、改質紙シートの機械特性およびバリア特性、熱安定性および表面形態に及ぼす影響を調査しました。 さらに、異なる転写パラメータの下でシルクスクリーン印刷を使用したポリエステル布地の熱転写印刷における転写印刷適性と紙から布地への染料の放出の容易さの研究が行われました。 また、印刷ポリエステル生地の洗濯、光、汗を含む堅牢度の測定も推定されました。

紙はセルロースパルプから作られた柔軟な素材であり、セルロースパルプは多くの天然資源に由来し、多くの用途に使用されています1。 紙の最も重要な用途の 1 つは印刷です。これは、紙、布地、壁などの固体表面上にテンプレートまたはマスター フォームを使用して画像やテキストを再現する方法です。 昇華型熱転写印刷は、最も重要で、最もクリーンで、最新の印刷スタイルの 1 つと考えられています2。 このシンプルな印刷方法は、エネルギーと水の必要量の削減、後処理の必要性のない、安価な印刷技術、メンテナンスと設備投資の削減、廃液のない方法など、多くの望ましい特徴を備えています。また、鮮明で環境に優しい印刷方法を実現します。クリーンなイメージ3、4。 熱転写印刷には多くの利点があるにもかかわらず、最も重要な欠点は、紙が 1 回またはまれに 2 回使用できるにもかかわらず、紙のコストによってはこのプロセスが非常に高価になる可能性があることです。 粗さ、多孔度、細孔サイズ、光沢、透過性、色特性、白色度などの紙の特性は、印刷適性 (印刷用紙、インク、デバイス間の相互作用の結果) と印刷プロセスに影響を与える最も重要な要素です。転送の完了と画像の外観とプリンタの色の程度5、6。 さらに、繊維のサイズと紙の空隙率の両方が、インクの受け入れに重要な役割を果たします。 また、いくつかの充填剤、サイズ剤、または添加剤の存在により、紙に特別な機能が与えられることがあります。

最もよく使用される充填剤の例としては、粘土、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、二酸化チタンなどが挙げられます7、8。 それらの有用性は経済的であるだけでなく、紙の品質にとって重要な不透明度、嵩高さ、平滑性、パルプの脱水性および保持性などの重要な特性を紙に与えることもできます。

もみ殻 (RH) には、セルロース (50%)、リグニン (30%)、栄養価が低下し、シリカ含有量が高い有機化合物 (20%) が含まれています9,10。 籾殻灰 (RHSA) は、軽くて嵩高く、多孔性の高い材料であり、窯業、レンガ、コンクリートなどのさまざまな産業で使用されています。 これらの用途の 1 つは製紙における充填剤としての使用ですが、熱転写印刷中に紙が高温と圧力の両方にさらされるため、破れたり焼けたりすることなく過酷な印刷条件に耐えることができる強力な紙が必要です。 熱安定性、強度、機械的耐性は、昇華型熱転写印刷で特定の紙を適用する際に考慮する必要がある最も重要な特性です。 従来の印刷用紙とは対照的に、熱転写印刷用紙は、その表面に可能な限り多量のインクまたは染料を放出するように設計する必要があります11。

コアシェル顔料は構造化顔料の新しいトレンドであり、顔料組成の約 (85 ～ 90%) を占める主要なコア上に (15 ～ 20%) を超えない薄いシェルが堆積しています。 さまざまな成分を含むこの新しい構造化顔料は、応用分野に新しく強化された特性を与えるだけでなく、個々の欠点を克服することができます。 両方のコンポーネント (コアとシェル) を適切に選択すると、優れた動作を実現できます。 コアシェル構造顔料の有益な使用は、シェルが非常に薄く、周囲の媒体に直接さらされる成分であること、つまり媒体との主な反応を受けることができ、コアを部分的にしか覆わないため、その場合、コアは依然として反応の一部が完全に遮蔽されていない可能性があります。 この研究で使用される構造化コアシェル顔料は、もみ殻シリカ灰コア上に沈殿した二酸化チタンシェルで構成されています7、12、13。