專(zhuān)利名稱(chēng)：用于噴墨印刷基材的熒光增白劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適于噴墨印刷基材熒光增白的組合物。
近年來(lái)，噴墨記錄方法由于低成本、相對(duì)快速、低噪音和容易在基材如紙和箔上制作出多色圖象等優(yōu)點(diǎn)而迅速在印刷領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
然而，舉例來(lái)說(shuō)，常規(guī)照相印刷所用的普通紙對(duì)油墨的吸收性很差，因此，當(dāng)它們用作噴墨印刷基材時(shí)，油墨會(huì)在紙表面殘留相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間而造成油污擴(kuò)散。噴墨印刷所用的染料一般屬于水溶性陰離子直接染料或是可被陰離子分散的分散型染料。為了能使這些染料固定到基材上，獲得高分辨率和良好的油墨吸附性，通常需要用作為陰離子染料配方固定劑的陽(yáng)離子聚合物對(duì)這些基材進(jìn)行處理。
常規(guī)的熒光增白劑(FWA’s)一般是4，4’-雙(三嗪基氨基二苯乙烯)-2，2’-二磺酸的衍生物，其中三嗪環(huán)帶有苯胺基，或帶有一個(gè)或兩個(gè)磺酸基取代基。在上述陽(yáng)離子聚合物的存在下，這種熒光增白劑的增白效力度相當(dāng)差，另外，由于這些陰離子FWA’s中和了陽(yáng)離子聚合物的一部分功效，從而導(dǎo)致增白基材的印刷性能變差。
美國(guó)專(zhuān)利US 4,620,197公開(kāi)了一種解決上述問(wèn)題的嘗試性方法，用陽(yáng)離子FWA’s代替常規(guī)的陰離子FWA’s。然而，由于其價(jià)格高于類(lèi)似的陰離子化合物，或是市場(chǎng)上買(mǎi)到的產(chǎn)品不適于諸如紙和箔等基材的增白，因此，大體上講，這類(lèi)陽(yáng)離子FWA’s不容易利用。
GB 2,284,829公開(kāi)了將4，4’-雙(三嗪基氨基二苯乙烯)-2，2’-二磺酸的衍生物FWA’s與顏料一起用作紙漿和涂料的填充劑。然而在此情況下，優(yōu)選將含有苯胺取代基的常規(guī)FWA’s混合到水溶性的尿素甲醛中，由此得到了熒光顏料。
EP 899,373公開(kāi)了一種增加含紙漿木質(zhì)素白度的方法，包括在紙漿制備過(guò)程中向紙漿中加入常規(guī)的FWA’s，然而，其中并未考慮或提及加入陽(yáng)離子淀粉(任選作為一種添加劑存在)的副作用。
現(xiàn)正已經(jīng)令人吃驚地發(fā)現(xiàn)，使用一種特殊的不帶常規(guī)苯胺基或苯胺磺酸取代基的4，4’-雙(三嗪基氨基二苯乙烯)-2，2’-二磺酸衍生物FWA’s，即使在陽(yáng)離子聚合物存在下，也可以獲得優(yōu)異的增白度，并且增白的基材顯示出優(yōu)異的噴墨記錄性能。
因此，本發(fā)明涉及一種使噴墨印刷用基材熒光增白的組合物，包括a)一種式(1)熒光增白劑 其中X1、X2、X3和X4各自相互獨(dú)立地代表-NR1R2或-OR3，其中R1和R2彼此相互獨(dú)立地是氫、氰基、未被取代或被選自C1-C4烷氧基、羥基、羧基或其鹽(-CO2M)、氰基、碳酰胺基、硫醇、胍、取代或未被取代的苯基、未被取代或被C1-C4烷基取代的C5-C8環(huán)烷基中的一個(gè)或兩個(gè)基團(tuán)取代的C1-C4烷基基團(tuán)、鹵素、雜環(huán)和磺酸基，并且其中具有2、3或4個(gè)碳原子的碳鏈上可以插入氧，或可選擇地為C5-C7環(huán)烷基團(tuán)或R1與R2通過(guò)氮原子連接形成一個(gè)5元或6元雜環(huán)環(huán)；R3代表C1-C4烷基和M代表H、Na、Li、K、Ca、Mg、銨，或被C1-C4烷基和/或C2-C4羥烷基單、二-、三-或四取代的銨，或式(1)熒光增白劑的混合物；b)一種陽(yáng)離子聚合物；c)水和，任選地，d)至少一種顏料和/或至少一種其它助劑。
優(yōu)選式(1)化合物中X1、X2、X3和X4各自獨(dú)立地代表-NH2、-NHCN、-NHC1-C4烷基、-NHC1-C4氰基烷基、-N(C1-C4烷基)2、-NHC2-C4羥基烷基、-N(C2-C4羥基烷基)2、-N(C1-C4烷基)(C2-C4羥基烷基)、-NH(C2-C4亞烷基-C1-C4烷氧基)、-N(C2-C4亞烷基-C1-C4烷氧基)2、-NHC1-C4烷基苯基、四氫糠基氨基、嗎啉基、哌啶基、吡咯烷基或環(huán)己基氨基或一個(gè)-NHC1-C4烷基或、-N(C1-C4烷基)2基團(tuán)，其中的烷基基團(tuán)被一個(gè)或兩個(gè)羧基、羧酸酯、碳酰胺基和/或羥基基團(tuán)、-OC1-C4烷基取代，或式(1)化合物的混合物。
特別優(yōu)選的式(1)化合物為，其中的X1和X3各自獨(dú)立地代表-NH2、-NHCH2CH2OH、-N(CH2CH2OH)2或一個(gè)嗎啉基團(tuán)，X2和X4各自獨(dú)立地代表-NR1R2，其中R1和R2獨(dú)立地代表氫、氰基、一個(gè)未被取代或被一個(gè)選自羥基、甲氧基、羧基或其鹽(-CO2M)取代的甲基或乙基基團(tuán)，或R1和R2與氮原子一起連接形成一個(gè)嗎啉環(huán)和M代表氫、鈉或銨，或式(1)化合物的混合物。
最特別優(yōu)選的式(1)化合物是，其中的X1和X3均代表-NH2，X2和X4均代表-NR1R2，其中R1代表氫、甲基、乙基、2-羥基乙基、-CH2CO2M、-CH2CH2CO2M或2-甲氧基乙基，R2代表氫、甲基或2-羥基乙基，或R1和R2均代表嗎啉基，并且M是鈉。除此之外的式(1)化合物還有，其中的X1和X3均代表-NHCN，X2和X4均代表-NR1R2，其中R1代表氫、甲基、乙基、2-羥基乙基、-CH2CO2M、-CH2CH2CO2M或2-甲氧基，R2代表氫、甲基或2-羥基乙基，或R1和R2均代表一個(gè)嗎啉基，并且M是鈉或銨。除此之外的式(1)化合物為，其中X1和X3均代表-NHCN、-NHCH2CH2OH或-N(CH2CH2OH)2，X2和X4均代表-NHCH2CH2OH、-N(CH2CH2OH)2或一個(gè)嗎啉基，并且M是氫或鈉。
最特別優(yōu)選的式(1)化合物的混合物包括X1和X3均代表-NH2，X2是一個(gè)嗎啉基，X4是-NHCH2CH2OCH3、-NHCH2CH2OH、-N(CH2CH2OH)2或-NHCH2CH2CO2M和M是鈉的不對(duì)稱(chēng)化合物，及其兩個(gè)相應(yīng)的對(duì)稱(chēng)取代衍生物，即式(1)化合物中相應(yīng)的X2和X4相同。
式(1)化合物均為已知化合物或可用已知方法獲得的化合物。
作為組合物中b)組分的陽(yáng)離子聚合物，優(yōu)選自陽(yáng)離子淀粉、季銨或非季銨的聚乙烯胺、聚烯丙胺和聚乙烯亞胺、雙氰胺縮合物、聚酰胺-聚胺樹(shù)脂和聚酰胺-表氯醇樹(shù)脂，其中特別優(yōu)選的是陽(yáng)離子淀粉和聚DADMAC(二烯丙基二甲基氯化銨)，最特別的是聚DADMAC。
作為組合物中填充劑的顏料，優(yōu)選為無(wú)機(jī)顏料，這些無(wú)機(jī)顏料可選自例如天然或合成的硅、粘土、天然或沉淀碳酸鈣、亞硫酸鈣、葉蠟石、高嶺土、氧化鈦、氫氧化鋁、氧化鎂、硫酸鋇和云母，以及它們的混合物。加入填料可以改進(jìn)基材的某些性能，如光滑性、增加密度或重量、減少孔隙和使其更不透明。
另外，組合物還可含有其它的助劑粘合劑、流變和印刷性改進(jìn)劑、固定劑、增濕強(qiáng)用劑、抗泡沫劑和/或殺菌劑。粘結(jié)劑的實(shí)例有聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、丙烯酸酯/苯乙烯共聚物、羧化苯乙烯/丁二烯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、氧化淀粉、羧甲基纖維素和其它的水溶性纖維素衍生物，同時(shí)，例如可采用聚丙烯酰胺和其共聚物來(lái)改進(jìn)流變性和印刷性。
可采用各種方法將本發(fā)明組合物應(yīng)用于基材上。例如，可采用施膠壓印或薄膜壓印的方法將熒光增白劑和陽(yáng)離子聚合物以水溶液的形式應(yīng)用到基材上。
因此，本發(fā)明另一方面還涉及一種利于噴墨印刷用基材熒光增白的施膠壓印或薄膜壓印溶液組合物，包括a1)0.001-1％，優(yōu)選0.1-0.5％重量的權(quán)利要求1的式(1)熒光增白劑或其混合物；b1)1-20％，優(yōu)選2-15％和最優(yōu)選7-12％重量的一種或多種陽(yáng)離子聚合物；c1)0-10％的顏料和/或其它助劑和d1)加水至100％，除了使用該組合物制備熒光增白基材的方法，本發(fā)明還涉及組合物在施膠壓印或薄膜壓印中的應(yīng)用，例如在適于噴墨印刷的箔，特別是紙張上應(yīng)用并由此得到基材。
可選擇地，也可使用任何類(lèi)型的涂敷設(shè)備如刮刀涂覆機(jī)、滾軸涂敷機(jī)等將該組合物涂敷到基材上。因此，本發(fā)明另一方面還涉及一種用于噴墨印刷基材熒光增白的組合物，它以含有固體成分的涂敷染料形式涂敷到基材上，該組合物包括a2)100份重的一種或多種無(wú)機(jī)顏料；b2)按a2)顏料的總重量計(jì)，0.01-1.2，優(yōu)選0.1-0.8份重的權(quán)利要求1的式(1)熒光增白劑或其混合物；c2)按a2)顏料的總重量計(jì)，0.1-10份重的一種或多種陽(yáng)離子聚合物，特別是聚DADMAC、季銨或非季銨的聚乙烯胺、聚烯丙胺、聚酰胺-胺和聚乙烯亞胺和d2)按a2)顏料的總重量計(jì)，0-10份重的一種或多種助劑。
涂敷染料是以水性組合物的形式涂敷到基材上的，該水性組合物含有5-70wt％、優(yōu)選10-60wt％的上述固體組分，以及95-30wt％、優(yōu)選90-40wt％的水。
因此，本發(fā)明另外涉及用涂敷生產(chǎn)適于噴墨印刷的熒光增白基材如箔，特別是紙張的方法以及由此獲得的基材。
下述實(shí)施例意在說(shuō)明本發(fā)明，而非對(duì)其本質(zhì)的限制。除非另外指明，實(shí)施例中的份數(shù)和百分?jǐn)?shù)均指重量份數(shù)和重量百分?jǐn)?shù)。
實(shí)施例下表1總結(jié)了用于施膠壓印和/或涂敷的式(1)熒光增白劑(FWA’s)。
表1
上述化合物(101)-(117)均為已知化合物或可用已知方法獲得的化合物。
施膠壓印/計(jì)量施膠壓印的應(yīng)用向含有8.0克取代度為0.025的陽(yáng)離子改性土豆淀粉、0.1克氫化淀粉水解物(聚山梨醇酯)和1.8克水溶性丙烯酸共聚物的100克水溶液中加入0.22克適當(dāng)?shù)腇WA溶液(見(jiàn)表1)。
為了促進(jìn)施膠壓印/計(jì)量施膠壓印的應(yīng)用，用一個(gè)下拉棒將上述所得溶液涂敷到原紙的一側(cè)，此時(shí)潤(rùn)濕粘附性能(wet pick-up)為28％。
干燥并修整后，用Datacolor Elrepho 3000分光光度計(jì)來(lái)測(cè)定所得薄片的ISO熒光性(FISO)和增白度(WCIE)。
測(cè)定結(jié)果總結(jié)于下表2。
表2
涂敷應(yīng)用制備固含量為28.5％的水溶性涂敷染料，其含有100份的硅(GasilM35)、按硅重量計(jì)30份的聚乙稀醇(Mowiol4-98)、按硅重量計(jì)2份的聚DADMAC，并加入按硅重量計(jì)0.4份適當(dāng)?shù)腇WA溶液(見(jiàn)表1)。
用一個(gè)下拉棒將最終的涂敷顏料涂敷到一張涂有中性膠料的原紙上，將紙干燥并修整，所得涂敷重量為10g/m2。用Datacolor Elrepho3000分光光度計(jì)來(lái)測(cè)定所得薄片的ISO熒光性(FISO)和增白度(WCIE)。
測(cè)定結(jié)果總結(jié)于下表3。
表3
除了增白度有明顯改進(jìn)，所得紙張?jiān)谟糜趪娔∷r(shí)還顯示出優(yōu)異的印刷性能和接版牢度(bleed fastness)。
權(quán)利要求
1.一種用于噴墨印刷基材熒光增白的組合物，包括a)一種式(1)熒光增白劑 其中X1、X2、X3和X4各自相互獨(dú)立地代表-NR1R2或-OR3，其中R1和R2彼此相互獨(dú)立地是氫、氰基、未被取代或被選自C1-C4烷氧基、羥基、羧基或其鹽(-CO2M)、氰基、碳酰胺基、硫醇、胍、取代或未被取代的苯基、未被取代或被C1-C4烷基取代的C5-C8環(huán)烷基中的一個(gè)或兩個(gè)基團(tuán)取代的C1-C4烷基基團(tuán)、鹵素、雜環(huán)和磺酸基，并且其中具有2、3或4個(gè)碳原子的碳鏈上可以插入氧，或，可選擇地，為C5-C7環(huán)烷基團(tuán)或R1與R2通過(guò)氮原子連接形成一個(gè)5元或6元雜環(huán)環(huán)；R3代表C1-C4烷基和M代表H、Na、Li、K、Ca、Mg、銨、或被C1-C4烷基和/或C2-C4羥烷基單-、二-、三-或四取代的銨或式(1)熒光增白劑的混合物；b)一種陽(yáng)離子聚合物；c)水和，任選地d)至少一種顏料和/或至少一種其它助劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中式(1)化合物中的X1、X2、X3和X4各自獨(dú)立地代表-NH2、-NHCN、-NHC1-C4烷基、-NHC1-C4氰基烷基、-N(C1-C4烷基)2、-NHC2-C4羥基烷基、-N(C2-C4羥基烷基)2、-N(C1-C4烷基)(C2-C4羥基烷基)、-NH(C2-C4亞烷基-C1-C4烷氧基)、-N(C2-C4亞烷基-C1-C4烷氧基)2、-NHC1-C4烷基苯基、四氫糠基氨基、嗎啉基、哌啶基、吡咯烷基或環(huán)己基氨基或一個(gè)-NHC1-C4烷基、或-N(C1-C4烷基)2基團(tuán)，其中的烷基基團(tuán)被一個(gè)或兩個(gè)羧基、羧酸酯、碳酰胺和/或羥基基團(tuán)、-OC1-C4烷基取代，或式(1)化合物的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的組合物，其中式(1)化合物中的X1和X3各自獨(dú)立地代表-NH2、-NHCH2CH2OH、-N(CH2CH2OH)2或一個(gè)嗎啉基團(tuán)，X2和X4各自獨(dú)立地代表-NR1R2，其中每個(gè)R1和R2獨(dú)立地代表氫、氰基、一個(gè)未被取代或被一個(gè)選自羥基、甲氧基、羧基或其鹽(-CO2M)取代的甲基或乙基基團(tuán)，或R1和R2與氮原子一起形成一個(gè)嗎啉環(huán)并且M代表氫、鈉或銨或式(1)化合物的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一組合物，其中組分b)的陽(yáng)離子聚合物自陽(yáng)離子淀粉、季銨或非季銨的聚乙烯胺、聚烯丙胺和聚乙烯亞胺、雙氰胺縮合物、聚酰胺-聚胺樹(shù)脂和聚酰胺-表氯醇樹(shù)脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4的任一組合物，其中的填充顏料是無(wú)機(jī)顏料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5的任一組合物，其中其它的助劑包括粘合劑、流變和印刷性改進(jìn)劑、固定劑、增濕強(qiáng)用劑、抗泡沫劑和/或殺菌劑。
7.一種利于噴墨印刷用基材熒光增白的施膠壓印或薄膜壓印溶液組合物，包括a1)0.001-1％重量的權(quán)利要求1的式(1)熒光增白劑，或其混合物；b1)1-20％重量的一種或多種陽(yáng)離子聚合物；c2)0-10％的顏料和/或其它助劑和d1)加水至100％。
8.一種使噴墨印刷用基材熒光增白的方法，包括將權(quán)利要求7的組合物在施膠壓印或薄膜壓印中涂敷到基材上。
9.一種利于噴墨印刷基材熒光增白的、含有固體成分的涂敷染料，包括a2)100份重的一種或多種無(wú)機(jī)顏料；b2)按a2)顏料的總重量計(jì)，0.01-1.2份重的權(quán)利要求1的式(1)熒光增白劑，或其混合物；c2)按a2)顏料的總重量計(jì)，0.1-10份重的一種或多種陽(yáng)離子聚合物和d2)按a2)顏料的總重量計(jì)，0-10份重的一種或多種助劑。
10.一種使噴墨印刷用基材熒光增白的方法，包括將含有30-95％重量的水和70-5％重量的權(quán)利要求9的組合物的組合物水溶液涂敷到基材上。
11.一種用權(quán)利要求8或10的方法熒光增白的基材。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于噴墨印刷基材熒光增白的組合物、其使用方法和用其處理過(guò)的基材，該組合物包括a)一種式(1)熒光增白劑其中X
文檔編號(hào)D21H21/30GK1946564SQ200580013268
公開(kāi)日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2005年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月3日
發(fā)明者P·羅林杰, R·霍克伯格, O·貝徹爾, S·比里 申請(qǐng)人:西巴特殊化學(xué)品控股有限公司