本发明涉及造纸技术领域，特别是涉及一种热敏纸张面涂层涂料、热敏纸张涂料及热敏纸张。
背景技术：
近年来，热敏纸张的使用范围越来越广泛，使用的需求也逐年提升。从一般生活常见的收银票据单、货运物流标签、超市中不同应用的食品标签及计量标签，甚至于交通运输的票据、高端应用的彩票用纸等，越来越多的地方都可以见到热敏纸张的使用。
热敏纸张打印时需要利用与其配套的热敏打印机，热敏打印机的工作原理为：热敏打印机的打印头上安装有加热元件，当加热元件通过一定的电流时会很快产生高温，热敏纸张的面涂层遇到加热元件时，在短时间内温度升高，面涂层中的无色染料和显色剂发生化学反应，进而显现出颜色。
本发明的发明人在长期研发过程中发现，当热敏纸张打印环境(如温度、打印长度等)发生变化时，热敏纸张面涂层中某些受热熔融的化学物质(例如无色染料、显色剂等)会在热敏打印机的打印头堆积，严重时还会对打印头造成损伤，降低热敏打印机的使用寿命。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是提供一种热敏纸张面涂层涂料、热敏纸张涂料及热敏纸张，能够减轻热敏纸张打印环境变化时热敏打印机的打印头堆积的情况。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种热敏纸张面涂层涂料，所述面涂层涂料包括第一填料，所述第一填料包括吸油值大于等于阈值的轻质碳酸钙。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种热敏纸张涂料，所述热敏纸张涂料包括底涂层涂料和上述任一实施例中所述的面涂层涂料。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种热敏纸张，所述热敏纸张包括原纸、形成在所述原纸表面的底涂层和形成在所述底涂层表面的面涂层，所述底涂层为采用上述任一实施例中所述的底涂层涂料与第四溶剂混合形成的底涂涂布液涂布形成，其中，所述底涂层涂料的质量占所述底涂涂布液总质量的25％-35％；所述面涂层由上述任一实施例中所述的面涂层涂料与第五溶剂混合形成的面涂涂布液涂布形成，其中，所述面涂层涂料的质量占所述面涂涂布液总质量的15％-35％。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明所提供的热敏纸张面涂层涂料中包括吸油值大于等于阈值的轻质碳酸钙，热敏纸张在打印时，其面涂层中某些化学物质，例如无色染料、显色剂等会受热熔融，高吸油值的轻质碳酸钙可以增加热敏纸张对熔融物质的吸收性，进而减轻打印环境变化时热敏打印机的打印头堆积情况，从而降低对打印头造成的损伤，提高热敏打印机的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1是本发明热敏纸张一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明热敏纸张一实施方式的结构示意图，热敏纸张包括原纸10、形成在原纸10表面的底涂层12和形成在底涂层12表面的面涂层14；其中，面涂层14由对应的热敏纸张面涂层涂料形成，底涂层12由对应的热敏纸张底涂层涂料形成。
为减轻打印环境变化时，热敏打印机的打印头堆积情况，本发明所提供的热敏纸张面涂层涂料一实施方式包括：第一填料，其中，第一填料包括吸油值大于等于阈值的轻质碳酸钙；在本实施例中，轻质碳酸钙用于提供疏松、高孔隙、以及高吸收性的涂层框架结构。当采用热敏打印机对热敏纸张进行打印时，热敏纸张面涂层中的某些化学物质(例如无色染料、显色剂等)受热熔融，此时高吸油值的轻质碳酸钙可以增加热敏纸张面涂层对熔融物质的吸收性，进而减轻打印过程中熔融物质在打印头堆积的情况，从而降低对打印头造成的损伤，提高热敏打印机的使用寿命。在一个应用场景中，当采用蓖麻油滴定法测定轻质碳酸钙的吸油值时，上述实施例中的阈值为80g/100g，轻质碳酸钙的吸油值可以是80g/100g、85g/100g、90g/100g等；当采用其他方法测定吸油值时，例如采用亚麻油滴定法测定时，不同试剂对吸油值的测量结果具有一定影响，其阈值可根据达到预定程度的吸油性能进行设定；另外，不同用途的热敏纸张(例如，用作收银票据单、彩票等)在热敏打印过程中产生的熔融物质的种类可能不同，因此轻质碳酸钙对不同种类的熔融物质的吸收程度可能不一样，上述吸油值的阈值也可以根据实际用途的热敏纸张进行设定。
本发明所提供的热敏纸张面涂层涂料的又一实施方式中，除上述实施例中吸油值大于等于阈值的轻质碳酸钙之外，第一填料还包括天然高岭土、煅烧高岭土、二氧化硅中的至少一种。为达到减轻打印头堆积的目的，上述吸油值大于等于阈值的轻质碳酸钙在第一填料中的质量分数大于等于50％，例如50％、80％、90％等。
本发明所提供的热敏纸张面涂层涂料的再一实施方式中，热敏纸张面涂层涂料包括上述任一实施例中的第一填料以及第一胶黏剂，其中，第一胶黏剂包括生物胶乳和聚乙烯醇中的至少一种。经多次试验表明，上述第一胶黏剂在一定程度上也可以减轻打印头堆积的情况。在一个应用场景中，生物胶乳是一种以淀粉为主原料，添加少量化学助剂改性而成的一种淀粉基胶黏剂，其分子链中含有多个羟基；聚乙烯醇(pva)是由聚醋酸乙烯醇解得到，其分子链中也包含多个羟基；可能是由于生物胶乳或者聚乙烯醇分子链中羟基的存在，增加了面涂层涂料中无色染料、显色剂等化学物质的黏附张力，黏附张力越高，分散速度越快，因此，在热敏打印过程中，上述第一胶黏剂可以增加受热熔融的化学物质在热敏纸张表面的分散速度，从而一定程度上减轻打印头堆积的情况。
本发明所提供的热敏纸张面涂层涂料中再一实施方式中，除上述任一实施例中的第一填料、上述任一实施例中的第一胶黏剂外，热敏纸张面涂层涂料还包括第一混合液、第二混合液、第三混合液以及润滑剂；其中，第一填料为20-55质量份，例如20、40、55质量份；第一胶黏剂为5-18质量份，例如5、12、18质量份；第一混合液为12-35质量份，例如12、25、35质量份；第二混合液为12-35质量份，例如12、25、35质量份等；第三混合液为5-25质量份，例如5、15、25质量份等；润滑剂为5-15质量份，例如5、10、15质量份等；其中，第一填料、第一胶黏剂、第一混合液、第二混合液、第三混合液、润滑剂的总质量为100质量份。
具体地，上述实施例中，润滑剂包括硬脂酸锌、硬脂酸铝、石蜡中的至少一种。
具体地，上述实施例中，第一混合液包括36-42质量份(例如36质量份、40质量份、42质量份等)的显色剂、3.5-5质量份(例如3.5质量份、4质量份、5质量份等)的聚乙烯醇以及第一溶剂，在一个实施例中，第一溶剂可以是水，在其他实施例中，第一溶剂也可为其他。在本实施例中，显色剂和聚乙烯醇的质量之和占上述第一混合液总质量的38％-45％，例如38％、42％、45％等；在一个应用场景中，上述显色剂包括2,4-二羟基二苯砜、3,3'-二烯丙基-4,4'-磺酰苯酚、2,4-二苯砜基苯酚、4,4′-二羟基二苯砜中的至少一种。
具体地，上述实施例中，第二混合液包括36-42质量份(例如36质量份、40质量份、42质量份等)的增感剂、3.5-5质量份(例如3.5质量份、4质量份、5质量份等)的聚乙烯醇以及第二溶剂，在一个实施例中，第二溶剂可以是水，在其他实施例中，第二溶剂也可为其他。在本实施例中增感剂和聚乙烯醇的质量之和占第二混合液总质量的38％-45％，例如38％、42％、45％等；在一个应用场景中，增感剂包括1,2-二苯氧基乙烷、1,2-二间甲苯氧基乙烷、二苯砜、硬脂酸酰胺中的至少一种。
具体地，上述实施例中，第三混合液包括36-42质量份(例如36质量份、40质量份、42质量份等)的无色染料、3.5-5质量份(例如3.5质量份、4质量份、5质量份等)的聚乙烯醇以及第三溶剂，在一个实施例中，第三溶剂可以是水，在其他实施例中，第三溶剂也可为其他。在本实施例中，无色染料和聚乙烯醇的质量之和占第三混合液总质量的38％-45％，例如38％、42％、45％等；在一个应用场景中，无色染料包括2-苯氨基-6-二丁氨基-3-甲基-荧烷、2-(2-4-二甲苯胺基)-3-甲基-6-二乙氨基荧烷中的至少一种。
由于上述显色剂、增感剂、无机染料不溶于水，是以原级粒子的形式应用于热敏纸张面涂层中；一般市售的显色剂、增感剂、无机染料的原级粒子之间会产生不同程度的聚集，因此，在使用前需采用适当方式，例如机械剪切、研磨或冲击等，使聚集体破碎成符合要求的原级粒子；在一个应用场景中，例如可以在湿式研磨机中研磨第一混合液或第二混合液或第三混合液，以使得第一混合液或第二混合液或第三混合液中固体颗粒(显色剂或增感剂或无机染料)的粒径为0.5-1.5um，例如0.5um、1.0um、1.5um。在上述研磨过程中，第一混合液或第二混合液或第三混合液中的聚乙烯醇作为体系的表面活性剂，吸附于显色剂或增感剂或无机染料固体颗粒的表面而使其表面张力下降，防止颗粒聚集。
为减轻打印环境变化时，热敏打印机的打印头堆积情况，本发明还提供了热敏纸张涂料，该热敏纸张涂料包括上述任一实施方式中的热敏纸张面涂层涂料和底涂层涂料。其中，底涂层涂料可以提高热敏纸张的质感，并具有一定的隔热效果，在后续打印过程中，可以将打印头所提供的热能尽可能多的停留在面涂层，从而提高面涂层的功效。在一个实施例中，底涂层涂料包括第二填料和第二胶黏剂，其中，第二填料包括轻质碳酸钙、煅烧高岭土、塑性颜料、二氧化硅中的至少一种；第二胶黏剂包括生物胶乳、聚乙烯醇中的至少一种。在本实施例中，底涂层涂料中轻质碳酸钙的吸油值是否要高于阈值并无限定。在一个应用场景中，上述第二填料和第二胶黏剂的总质量为100质量份，上述第二填料为75-90质量份，例如75、82、90质量份；第二胶黏剂为10-25质量份，例如10、18、25质量份等。
请继续参阅图1，图1为本发明热敏纸张一实施方式的结构示意图。在一个具体的应用场景中，底涂层12为上述任一实施例中底涂层涂料与第四溶剂混合形成的底涂涂布液在原纸10表面涂布干燥后形成，其中，底涂层涂料的质量占底涂涂布液总质量的25％-35％，例如25％、30％、35％等，底涂涂布液的涂布量为6-12g/m2，例如6、8、12g/m2等；面涂层14由上述任一实施例中的面涂层涂料与第五溶剂混合形成的面涂涂布液涂布在底涂层12表面涂布干燥后形成，其中，面涂层涂料的质量占面涂涂布液总质量的15％-35％，例如15％、25％、35％等，面涂涂布液的涂布量为4-8g/m2，例如4、6、8g/m2等。在一个实施例中，上述第四溶剂或第五溶剂为水，在其他实施例中，也可为其他。另外，在实际售卖过程中，上述底涂涂布液也可直接作为底涂层涂料售卖，上述面涂涂布液也可直接作为面涂层涂料售卖。
下面将通过3组具体试验对本发明作进一步说明。为方便说明，下面3组试验中制备热敏纸张涂料时所有原料单位以g计算，在其他实施例中可根据实际情况根据质量份比例进行放大或者缩小。在测量热敏纸张的打印效果时是基于相同的测量条件和评价标准。
实施例1：
a、提供初始的原纸；
b、制备热敏纸张底涂涂布液：在高速搅拌条件下，将质量比为2:2:1的轻质碳酸钙、塑性颜料和二氧化硅的混合物82g、聚乙烯醇18g、257g水混合均匀，从而获得底涂层涂料的质量占底涂层涂布液总质量为28％的底涂涂布液；
c、利用涂布机，在原纸表面以7.2g/m2的涂布量涂布底涂涂布液，干燥后形成底涂层；
d、制备热敏纸张面涂涂布液：(1)配制第一混合液：将2,4二苯砜基苯酚40g、聚乙烯醇4.5g、水67g混合配制成质量分数为40％的第一混合液，然后在湿式研磨机中研磨到第一混合液中固体颗粒粒径为1.2um；(2)配制第二混合液：1,2-二苯氧基乙烷40g、聚乙烯醇4.5g、水67g混合配制成质量分数为40％的第二混合液，然后在湿式研磨机中研磨到第二混合液中固体颗粒粒径为1um；(3)配制2-苯氨基-6-二丁氨基-3-甲基-荧烷40g、聚乙烯醇4.5g、水67g混合配制成质量分数为40％的第三混合液，然后在湿式研磨机中研磨到第三混合液中固体颗粒粒径为0.8um(4)在高速搅拌条件下，将采用蓖麻油滴定法测的吸油度为88g/100g的轻质碳酸钙32g、聚乙烯醇8g、第一混合液23g、第二混合液22g、第三混合液10g、硬脂酸锌5g、水233g混合均匀，从而获得面涂层涂料的质量占底涂层涂布液总质量为30％的面涂涂布液；
e、利用涂布机，在底涂层表面以4.5g/m2的涂布量涂布面涂涂布液，干燥后形成面涂层。
实施例2：
a、提供初始的原纸；
b、制备热敏纸张底涂涂布液：在高速搅拌条件下，将质量比为1:1的煅烧高岭土和塑性颜料的混合物90g、聚乙烯醇10g、213g水混合均匀，从而获得底涂层涂料的质量占底涂层涂布液总质量为32％的底涂涂布液；
c、利用涂布机，在原纸表面以8.0g/m2的涂布量涂布底涂涂布液，干燥后形成底涂层；
d、制备热敏纸张面涂涂布液：(1)配制第一混合液：将4,4二苯砜基苯酚36g、聚乙烯醇3.5g、水55g混合配制成质量分数为42％的第一混合液，然后在湿式研磨机中研磨到第一混合液中固体颗粒粒径为1.0um；(2)配制第二混合液：二苯砜36g、聚乙烯醇3.5g、水55g混合配制成质量分数为42％的第二混合液，然后在湿式研磨机中研磨到第二混合液中固体颗粒粒径为0.8um；(3)配制2-苯氨基-6-二丁氨基-3-甲基-荧烷36g、聚乙烯醇3.5g、水55g混合配制成质量分数为42％的第三混合液，然后在湿式研磨机中研磨到第三混合液中固体颗粒粒径为1.0um(4)在高速搅拌条件下，将质量比为4:1的采用蓖麻油滴定法测的吸油度为82g/100g的轻质碳酸钙和二氧化硅的混合物30g、聚乙烯醇9g、第一混合液20g、第二混合液24g、第三混合液11g、硬脂酸铝6g、水213g混合均匀，从而获得面涂层涂料的质量占底涂层涂布液总质量为32％的面涂涂布液；
e、利用涂布机，在底涂层表面以4.0g/m2的涂布量涂布面涂涂布液，干燥后形成面涂层。
对比例：
a、提供初始的原纸；
b、制备热敏纸张底涂涂布液：在高速搅拌条件下，将煅烧高岭土82g、苯乙烯丙烯酸(sa)胶乳18g、186g水混合均匀，从而获得底涂层涂料的质量占底涂层涂布液总质量为35％的底涂涂布液；
c、利用涂布机，在原纸表面以7.0g/m2的涂布量涂布底涂涂布液，干燥后形成底涂层；
d、制备热敏纸张面涂涂布液：(1)配制第一混合液：将4,4二苯砜基苯酚42g、聚乙烯醇4g、水64g混合配制成质量分数为42％的第一混合液，然后在湿式研磨机中研磨到第一混合液中固体颗粒粒径为1.2um；(2)配制第二混合液：二苯砜42g、聚乙烯醇4g、水64g混合配制成质量分数为42％的第二混合液，然后在湿式研磨机中研磨到第二混合液中固体颗粒粒径为1um；(3)配制2-苯氨基-6-二丁氨基-3-甲基-荧烷42g、聚乙烯醇4g、水64g混合配制成质量分数为42％的第三混合液，然后在湿式研磨机中研磨到第三混合液中固体颗粒粒径为1.2um(4)在高速搅拌条件下，将采用蓖麻油滴定法测的吸油度为45g/100g的天然高岭土30g、丁苯(sb)胶乳8g、第一混合液20g、第二混合液25g、第三混合液11g、石蜡6g、水186g混合均匀，从而获得面涂层涂料的质量占底涂层涂布液总质量为35％的面涂涂布液；
e、利用涂布机，在底涂层表面以5.0g/m2的涂布量涂布面涂涂布液，干燥后形成面涂层。
上述3组具体试验的各热敏纸张涂料的原料配比及性能测试结果如下表1所示。
表13组具体试验的各热敏纸张涂料的原料配比及性能测试结果
将上述实施例1、实施例2及对比例制备所得的热敏纸张在常温25℃、低温0℃及高温40℃环境下进行不同距离的连续打印，对比热敏纸张的打印效果及打印头头堆积情况。测试结果表明：在常温25℃下，连续短距离80米打印时，实施例1、实施例2及对比例测试结果基本相当，热敏纸张图文打印清晰，打印头无堆积情况；而在常温25℃、或低温0℃或高温40℃下，连续长距离4000米打印时，实施例1、实施例2热敏纸张图文打印清晰，打印头没有明显堆积情况，而对比例出现部分区域图文打印不清晰的情况，打印头明显有堆积情况。因此，测试结果表明面涂层涂料中吸油值高的轻质碳酸钙可以减轻打印头堆积的情况。
总而言之，区别于现有技术的情况，本发明所提供的热敏纸张面涂层涂料中包括吸油值大于等于阈值的轻质碳酸钙，热敏纸张在打印时，其面涂层中某些化学物质，例如无色染料、显色剂等会受热熔融，高吸油值的轻质碳酸钙可以增加热敏纸张对熔融物质的吸收性，进而减轻打印环境变化时热敏打印机的打印头堆积情况，从而降低对打印头造成的损伤，提高热敏打印机的使用寿命。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。