用于高質(zhì)量噴墨印刷的光學(xué)增白劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及當(dāng)應(yīng)用至紙例如噴墨紙表面時(shí)提供優(yōu)異的熒光增白效果的新型芪類 化合物或芪類化合物的混合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來噴墨印刷已成為在紙張上記錄數(shù)據(jù)和圖像的非常重要的方式。該技術(shù)的 一些優(yōu)點(diǎn)是低成本、容易產(chǎn)生多色圖像和相對(duì)高的速度。然而，噴墨印刷對(duì)基底有較高的 需求以滿足短的干燥時(shí)間、高印刷密度和清晰度和下降的顏色間滲出（co I our-to-co I our bleed)的需求。此外，所述基底應(yīng)具有高的亮度。普通紙例如在吸收噴墨印刷中使用的水 基陰離子染料或顏料方面較差；油墨在允許油墨發(fā)生擴(kuò)散并導(dǎo)致低的印刷清晰度的紙張上 保留相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。實(shí)現(xiàn)短的干燥時(shí)間同時(shí)提供高的印刷密度和清晰度的方法是使用特定 的二氧化硅涂覆的紙張。然而這樣的紙張生產(chǎn)成本高。
[0003] US 6, 207, 258通過公開通過用含二價(jià)金屬鹽的水性膠料媒介物處理基底表面可 提升著色的噴墨印刷質(zhì)量提供了該問題的部分解決方案。氯化鈣和氯化鎂是優(yōu)選的二價(jià)金 屬鹽。所述膠料媒介物也可包含在處理未涂覆的紙張中使用的其他傳統(tǒng)的紙張?zhí)砑觿?。?統(tǒng)紙張?zhí)砑觿┌鈱W(xué)增白劑，其在顯著提升紙張的白度和因此噴墨印刷和背景的對(duì)比上 是周知的。US 6, 207, 258沒有提供本發(fā)明中使用光學(xué)增白劑的實(shí)例。只有當(dāng)相容的水溶 性光學(xué)增白劑變?yōu)榭衫脮r(shí)才充分實(shí)現(xiàn)在用于著色噴墨印刷的基底中使用二價(jià)金屬鹽例 如氯化鈣的優(yōu)點(diǎn)。然而，周知水溶性的光學(xué)增白劑易于在高鈣濃度中沉淀。（參見，例如， Werner Kass 和 Horst Behrens 的 Tracing Technique in Geohydrology 第 50 頁(yè)，Taylor & Francis 出版，1998)。
[0004] WO 2010/060570公開了式（1)的對(duì)稱的二氨基芪光學(xué)增白劑與含二價(jià)金屬鹽的 膠料組合物具有驚人的相容性。
[0006] WO 2012/013513要求保護(hù)一種通過使用特定的芪光學(xué)增白劑的相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的 改進(jìn)，所述芪光學(xué)增白劑優(yōu)選的實(shí)施方案（權(quán)利要求6)具有不對(duì)稱的式（2)。
[0008] 依然具有對(duì)與含二價(jià)金屬鹽的膠料組合物具有改進(jìn)的相容性的水溶性光學(xué)增白 劑的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)含式（4)的芪化合物和/或式（3)、（4)和（5)的芪化合物的混合物的 光學(xué)增白劑（OBA)具有驚人的與含二價(jià)金屬鹽的膠料組合物的相容性并因此當(dāng)應(yīng)用至噴 墨紙表面時(shí)提供優(yōu)異的熒光增白效果。
[0011] 其中
[0012] R為氫或甲基；
[0013] Y為氨基中的一個(gè)氫原子已被移除的天然或非天然的氨基酸；
[0014] 和M為氫，堿金屬陽(yáng)離子，銨，被C1-C4線性或支化的烷基單、二或三取代的銨，被 (^_(： 4線性或支化的羥烷基單、二或三取代的銨，或所述化合物的混合物。
[0015] 可衍生Y的氨基酸的實(shí)例為丙氨酸、2-氨基丁酸、天冬酰胺、天冬氨酸、S-羧甲基 半胱氨酸、磺丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、亞氨基二乙酸、異亮氨酸、亮氨 酸、蛋氨酸、N-甲基?；撬?、正亮氨酸、戊氨酸、苯基丙氨酸、2-苯基甘氨酸、哌啶酸、脯氨 酸、肌氨酸、絲氨酸、?；撬帷⑻K氨酸和纈氨酸。其中所述氨基酸包含手性中心，可使用光學(xué) 異構(gòu)體或外消旋混合物。
[0016] 在本發(fā)明的一個(gè)方面中，Y源自天冬氨酸、谷氨酸或亞氨基二乙酸。在本發(fā)明進(jìn)一 步的一方面，Y源自天冬氨酸或亞氨基二乙酸，R為甲基且M為鈉。
[0017] 可例如通過氰尿酰鹵與如下物質(zhì)的逐步反應(yīng)制備式（3)、（4)和（5)的化合物的混 合物。
[0018] a)式（6)的胺
[0019]
[0020] 以游離酸、部分或全部的鹽形式，
[0021] (b)式（7)的二胺
[0022]
[0023] 以游離酸、部分或全部的鹽形式，和
[0024] (C)至少一種天然或非天然的氨基酸的混合物，和
[0025] (d)二乙醇胺或二異丙醇胺的至少一種。
[0026] 作為氰尿酰鹵可使用氟化物，氯化物或溴化物。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用氰尿酰 〇
[0027] 每個(gè)反應(yīng)均可在水性介質(zhì)中進(jìn)行，所述氰尿酰鹵懸浮在水中，或在水性/有機(jī)介 質(zhì)中，所述氰尿酰鹵溶解在溶劑例如丙酮中。各胺可不稀釋被引入，或以水溶液或懸浮液的 形式。所述胺可以任何順序反應(yīng)，雖然它優(yōu)選首先與芳香胺反應(yīng)。各胺可化學(xué)計(jì)量地，或過 量地反應(yīng)。通常，所述芳香胺化學(xué)計(jì)量地，或輕微過量地反應(yīng)；在最終步驟中使用的胺混合 物通常以超過化學(xué)計(jì)量5-30 %過量地使用。
[0028] 對(duì)于所述氰尿酰鹵的第一鹵素的取代，可在0_20°C范圍內(nèi)的溫度下，和在酸性至 中性PH條件下例如2-7pH范圍內(nèi)操作。對(duì)于所述氰尿酰鹵的第二鹵素的取代，可在20-60°C 范圍內(nèi)的溫度下，和在弱酸性至弱堿性條件下例如4-8pH范圍內(nèi)操作。對(duì)于所述氰尿酰鹵 的第三鹵素的取代，可在60-102Γ范圍內(nèi)的溫度下，即高至在給定反應(yīng)條件下水的沸點(diǎn)，和 在弱酸性至堿性條件下例如7-10pH范圍內(nèi)操作。
[0029] 通常通過添加合適的堿來控制各反應(yīng)的pH，由所需的產(chǎn)品組成指示堿的選擇。合 適的堿為，例如，堿金屬（例如，鋰、鈉或鉀）的氫氧化物、碳酸鹽或碳酸氫鹽，或脂肪族叔胺 例如三乙醇胺或三異丙醇胺。其中使用兩種或多種不同的堿的組合時(shí)，所述堿可以任何順 序添加，或同時(shí)添加。
[0030] 在需要使用酸調(diào)節(jié)反應(yīng)pH的地方，可使用的酸的實(shí)例包括鹽酸、硫酸、甲酸和乙 酸。
[0031] 含化合物（3)、（4)和（5)的混合物的水溶液可任選地通過膜過濾或通過一系列的 沉淀然后使用合適的堿溶解而脫鹽?？墒褂玫哪み^濾過程為使用例如聚砜、聚偏二氟乙烯、 醋酸纖維素或薄膜膜的超濾。
[0032] 取決于氨基酸和二烷醇胺的混合物的組成和添加模式（順序的或同時(shí)的），化合 物（3)、（4)和（5)的比例可變化很大。各化合物（3)、（4)和（5)可以5-80mol%的量存在。 在一個(gè)實(shí)施方案中，化合物（3)以5-45mol%的量存在，化合物（4)以15-65mol%的量存 在，且化合物（5)以5-45mol%的量存在。在另一個(gè)實(shí)施方案中，化合物（3)以15-45mol% 的量存在，化合物（4)以25-60mol%的量存在，且化合物（5)以5-40mol%的量存在。
[0033] 作為一種選擇地，化合物（3)、（4)和（5)可被單獨(dú)制備并混合以形成本發(fā)明的光 學(xué)增白劑。雖然式（3)和（5)的化合物是已知的化合物且可通過已知的方法制備，但式（4) 的化合物是新的。
[0034] 因此，本發(fā)明的另一方面是式（4)的化合物、含所述式（4)的化合物和任選的具有 增白能力的進(jìn)一步的化合物的光學(xué)增白劑。這樣的進(jìn)一步的化合物可選自正如本文分別定 義的式（3)和（5)的化合物，和本文未明確定義的具有增白能力的化合物。
[0036] 其中R、Y和M是先前所定義的。
[0037] 式⑷的化合物可通過例如如下反應(yīng)制備：
[0038] i)如下物質(zhì)的逐步反應(yīng)：
[0039] a)氰脲酰氯和游離酸、部分或全部的鹽形式的式（6)的胺，
[0043] (C)二烷醇胺（二乙醇胺或二異丙醇胺）。
[0044] ii)硝基還原為氨基，
[0045] iii)與如下物質(zhì)的逐步反應(yīng)
[0046] a)氰尿酰鹵和式（6)的胺之間的反應(yīng)產(chǎn)物，和
[0047] b)游離酸、部分或全部的鹽形式的天然或非天然的氨基酸。
[0048] 本發(fā)明也涉及式（4)的化合物在用于紙張的表面增白的組合物中的應(yīng)用。
[0049] 本發(fā)明的另一方面是用于紙張的表面增白包含表面施膠劑、含所述式（4)的化合 物或式（3)、（4)和（5)的化合物的混合物的光學(xué)增白劑、二價(jià)金屬鹽和水的組合物的應(yīng)用。
[0050] 光學(xué)增白劑在表面增白組合物中的濃度可為0. 2-30g/l，例如l-15g/l或2-12g/ 1〇
[0051] 表面施膠劑通常為酶或化學(xué)改性的淀粉，如氧化淀粉、羥乙基化的淀粉或乙?；?的淀粉。所述淀粉也可為天然淀粉、陰離子淀粉、陽(yáng)離子淀粉或兩親淀粉，取決于實(shí)踐的具 體實(shí)施方案。雖然淀粉來源可為任何來源，淀粉來源的實(shí)