印刷流体中的共溶剂制造技术

一种包含至少一种防卷曲共溶剂的水性印刷流体，其中该至少一种防卷曲共溶剂含有至少一种内盐化合物，所述内盐化合物具有ｓｐ↑［３］－杂化氮阳离子和隔离在与该ｓｐ↑［３］－杂化氮阳离子直接键合的氧阴离子上的缔合阴离子电荷或隔离在羧酸盐基团的氧之中的缔合阴离子电荷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于水性油墨和定影剂中的共溶剂，所述共溶剂赋予油墨和定影剂(fixers)防卷曲(anti-curl)性能。
技术介绍
纤维素基纸的卷曲和起皱是用水基油墨喷墨印刷中的顽固问题。该问题源于纸张润湿(特别是纸张仅在一面润湿)然后干燥时纸张的尺寸变化。在常规普通纸(plain paper)中，尺寸稳定性是通常为几毫米长的纤维素纤维的存在的函数.这些纤维通过纤维与纤维间的缔合结合在一起，这种缔合由分子间的H键决定。当这些纤维与纤维间的H键断裂或破坏时，就带来了纸张物理完整性的改变。这种破坏可由暴露于高温、H键合溶剂(包括水)和/或水分/湿度引起。当在纸上施加水性流体(油墨/定影剂)时，其首先聚集在纸的毛细间隙中。流体的水和其他亲水组分润湿纤维表面。这种水和/或有机共溶剂打破纤维与纤维间的H键缔合并显著降低纸的尺寸完整性。特别好的用于打破表面纤维与纤维间相互作用的溶剂包括水、二甲亚砜(DMSO)、甲酰胺、二甲基甲酰胺(DMF)、乙二醇、甘油、吗啉和吡啶。随着水性共溶剂流体持续暴露于纸中的纤维，水和亲水溶剂就会渗入纤维素的非晶区，造成纤维溶胀。在润湿的情况下，纤维素纤维与纤维间的缔合(H键)就被水破坏，随着纤维被水溶胀，纤维的尺寸就会增大，这使纤维与纤维间缔合的原始位置改变。当纤维开始由外向里干燥时，随着表面水分丧失将会重新建立其纤维与纤维间的H键。当纤维继续干燥时，它们就会从其溶胀状态收缩，且随着表面纤维与纤维间缔合的重新建立，产生应力/应变。这种应力/应变表现为整个纸张的卷曲。专利技术概述本公开的一个实施方案包括包含至少一种防卷曲共溶剂的水性印刷流体，其中该至少一种防卷曲共溶剂含有至少一种内盐化合物，所述内盐化合物具有sp3-杂化氮阳离子和隔离在N-取代的氧阴离子上的缔合阴离子电荷(氧阴离子与该sp3-杂化氮阳离子直接键合)或隔离在羧酸盐基团的氧之中的缔合阴离子电荷. 另一个实施方案包括在经印刷的纸中避免纸卷曲的方法，该方法包括a)制备包含至少一种防卷曲共溶剂的水性印刷流体，其中该至少一种防卷曲共溶剂含有至少一种内盐化合物，所述内盐化合物具有sp3-杂化氮阳离子和隔离在N-取代的氧阴离子上的缔合阴离子电荷(氧阴离子与该sp3-杂化氮阳离子直接键合)或隔离在羧酸盐基团的氧之中的缔合阴离子电荷；b)用该水性印刷流体印刷纸张；和c)将该水性印刷流体干燥到纸张上。另外，另一个实施方案包括用于避免经印刷的纸中的纸卷曲的印刷机系统，该印刷机系统包括包含水性印刷流体的水性印刷流体沉积系统，该水性印刷流体含有至少一种防卷曲共溶剂，其中该至少一种防卷曲共溶剂含有至少一种内盐化合物，所述内盐化合物具有sp3-杂化氮阳离子和隔离在N-取代的氧阴离子上的缔合阴离子电荷(氧阴离子与该sp3-杂化氮阳离子直接键合)或隔离在羧酸盐基团的氧之中的缔合阴离子电荷，其中该水性印刷流体被沉积到纸上并把沉积的水性印刷流体干燥到纸上。本专利技术实施方案之详细描述本申请涉及用水性流体喷墨印刷纤维素基介质时导致的“卷曲”问题。本申请描述了使用保持在纤维表面并破坏纤维与纤维间的缔合直至纸已干燥且纤维素的溶胀状态已达到稳定/平衡的“防卷曲”共溶剂. 取决于沉积在纸上的流体量，即每单位面积纸上沉积的水性油墨的量，包含染料、颜料或定影剂的流体在普通纸上的喷墨或其他水性应用一般会造成纸卷曲.类似的，定影剂在普通纸上的喷墨或其他水性应用也会造成卷曲.这显然是由于当水性流体的水蒸发离开基材的溶胀的纤维素纤维表面时，发生纤维的收缩和应力聚集而导致的，特别是如果纤维在由纤维溶胀状态完全还原前以它们的溶胀构型紧密地固定在一起的情况下。防卷曲剂可减少经成像的纸在水性沉积物干燥时发生卷曲的趋势。防卷曲剂似乎抑制了经印刷的基材水干燥期间纤维素表面纤维与纤维间H键缔合的重新形成.如本申请所提出的，已发现是有效的防卷曲剂的共溶剂，用作水性油墨/水性定影剂印刷载色剂(vehicles)的组分。用于本专利技术中作为防卷曲剂的所有共溶剂经过选择从而能破坏纤维素基介质中的纤维与纤维间的H键，即是可接受H键的和/或可给予H键的溶剂。诸如水的上述溶剂具有参与与纤维素-纤维素H键缔合竞争的H键缔合的能力。这种溶剂H键缔合力以H键接受和H键给予来量化。H键是不对称的，而下面示出了一种典型的氢键，C＝O端是受体，RO-H是供体C＝O****H-OR。对H键合及其量化的进一步解释可见Progress in PhysicalOrganic Chemistry，Vol.13，R.W.Taft，ed.，John Wiley，NY(1981)，“An Examination of Linear Solvation Energy Relationships”，M.J.Kamlet，J.L.M.Abboud和R.W.Taft，第485页；M.J.Kamlet，J.L.M.Abboud，M.H.Abraham和R.W.Taft，J.Org.Chem.，Vol.48，p2877-2887(1983)“Linear Solvation Energy Relationships，23.AComprehensive Collection of the Solvatochromic Parameters，π*，αandβand Some Methods for Simplifying the Generalized Equation.”。具有强H键接受能力的公知的典型溶剂/官能团的非限定性实例包括水、醇、醚、胺、酰胺、羰基、亚砜类、砜类、氧化膦类等。同样，具有强H键给予能力的典型溶剂/官能团的非限定性实例包括水、醇、质子化的胺、伯和仲胺、伯和仲酰胺等. 在优选实施方案中，用于本专利技术的共溶剂还具有低的净溶剂蒸气压，“净溶剂”定义为基本上纯的、未稀释形式的溶剂.它们的防卷曲品质似乎至少部分发生，因为它们的非挥发特性意味着它们在干燥期间能保持在纤维素纤维表面并继续破坏纤维与纤维间的键合，直到多余的水已蒸发且纤维溶胀已稳定。在一组优选的这些防卷曲剂中，共溶剂化合物都含有内盐。这些含内盐的化合物是具有相反符号的形式(formal)单位电荷的中性化合物。所述含内盐的化合物具有相对定域的电荷，这些电荷不是电共轭体系的一部分，羧酸盐基团内氧之间共轭的情况除外。特别地，这些化合物具有sp3-杂化氮阳离子(其不能使电荷离域到共轭的Pi电子体系中)，以及隔离在N-取代的氧阴离子上的缔合阴离子电荷(氧阴离子与该阳离子氮直接键合)或隔离在羧酸盐基团的氧之中的缔合阴离子电荷。以下构成满足和不满足上述“内盐”的定义的详细解释和非限定性实例。第一实例是文献中称为“Dimroth and Reichardt’s内铵盐”的溶剂化显色指示剂染料，第二实例是本申请所用的实际分子“甜菜碱”。第三实例是代表氨基酸的甘氨酸。在通常使用的印刷pH值，氨基酸是“等电子的”，即质子从酸部分转移到胺部分，得到内盐。在这些物质/内盐中，理想的“良好”材料具有不离域到共轭的Pi电子体系中的sp3-杂化氮阳离子，这意味着阳离子电荷定域在氮上。缔合的阴离子电荷隔离在N-取代的氧阴离子上(氧阴离子与该阳离子氮直接键合)或隔离在羧酸盐基团的氧之中。 在“Dimr本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：G·W·拜尔斯，R·安德森，M·L·乔伊，
申请(专利权)人：惠普开发有限公司，
类型：发明
国别省市：