油墨组合物的工业脱墨的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及包含极性质子溶剂的油墨组合物，并且设及用于制备油墨组合物的方 法，及所述组合物的用途。
[0002] 本发明进一步设及使打印有包含极性质子溶剂的油墨组合物的纸张工业脱墨的 过程。
【背景技术】
[0003] 基于极性质子溶剂比如醇和水的油墨组合物在本领域中是已知的并且在打印装 置中使用，例如，在喷墨打印中使用。运样的油墨组合物包括亲水性染料或颜料。通过化合 物，例如，与颜料相互作用的分散剂将颜料颗粒制成亲水性的。运些化合物包括粘附至颜料 的疏水部分。该化合物还包括另外的部分或基团，亲水稳定部分，该亲水稳定部分能够使在 极性质子溶剂中的颜料复合体稳定并且造成颜料颗粒和化学物的总体是亲水性的。已知的 油墨组合物中的亲水稳定部分通常包括簇基，簇基被去质子化W增加颜料的极性，从而增 加了亲水性和分散性。
[0004] 运样的油墨组合物的问题是在用油墨组合物打印的纸张回收期间，脱墨证明是非 常困难的，除非使用特殊涂层或预处理纸张（运是相当昂贵和不方便的）。在纸张回收期间 的运种脱墨，也被称为工业脱墨，是油墨从纸浆中分离，从而获得适于再利用的未着色的白 色纸张的过程。
[0005] 综上，所述工业脱墨可W出现如下步骤。在第一步骤中，该纸张与水混合，并且施 用一些洗涂剂和机械能W制造纸浆。此后，使纸浆的抑值提升至8-9之间。纸张的纤维会 膨胀并使油墨断裂成较小的颗粒。随后，向含水的纸浆混合物中鼓入小气泡，从而使油墨颗 粒从纤维中漂走。运个工程称为浮选。相比水相，大部分油墨材料更喜欢气相。因此，气泡 从纸浆混合物中带走油墨颗粒，在纸浆混合物的表面上产生灰色泡沫。接着，撇去灰色泡 沫，留下几乎纯白色的纸浆，其可W用来制造新的纸张。
[0006] 运种工业脱墨过程可W借助疏水胶印油墨和数字碳粉印刷品来很好地进行。但 是，因为在浮选过程中，纸浆中大部分的油墨颗粒保留在水相中，由基于极性质子溶剂的油 墨组合物打印的印刷品的工业脱墨遇到了很多困难。运主要是因为喷墨油墨的染料和颜料 颗粒是亲水性的或与化合物形成复合体、导致该复合体为亲水性的。
[0007] 尝试解决该问题的一种做法是在打印前将巧盐溶液图像化智能喷射到纸张上。运 有助于形成较大的不溶性簇酸巧，簇酸巧将颜料的性质从亲水性改变为疏水性。但是，巧可 W与从大气中获得的溶解于水中的二氧化碳反应。接着，巧W碳酸巧沉淀下来。碳酸巧往 往使打印机，例如，喷墨打印机的喷嘴的堵塞。因此，打印机的喷嘴必须经常更换，运是不划 算的。
[0008] 为了防止运种情况发生，一些制造商已经通过酸性溶液（例如，巧樣酸）改变含有 喷射溶液的巧离子。运在打印时具有相同的效果，即，使颜料保持在纸张的表面上，避免颜 色透过纸张而在背面上产生重影，并且提供更好的颜色强度。运是由于簇酸离子的质子化 导致较少的亲水性颜料颗粒而不是形成不溶性巧复合体。不幸的是，在脱墨过程的碱性条 件下，运个过程是可逆的：在制浆阶段簇酸再次去质子化，并且颜料再次变成水溶性的。
[0009]US8, 246, 754提供了另一提议，根据该提议，使用专口的对光不稳定的实体，该对 光不稳定的实体在深紫外光下是不稳定的（因此，在可见光中是稳定的）。该实体包含在油 墨组合物中或在基底中，并且将组合物连接至基底。该连接指定为在基底和油墨组合物中 的油墨分子之间形成键。如通过附图所表达，对光不稳定实体似乎在基底和油墨分子之间 形成粘合剂（单）层。对于脱墨，随后用紫外线福射运些光不稳定实体，导致对光不稳定实 体的分解和油墨从基底中断裂。
[0010] 但是，已知的提议会有一些问题。首先，该实施例似乎不是可再使用的。根据该实 施例，接头分子通过漠基粘附至基底的径基。但是，庞大的漠基为什么会附着至径基基团而 没有形成键的原因并不清楚。因此，不存在任何化学原因会导致接头附着至基底。因此，不 清楚可能发生的任何特殊效果。其次，该实施例表明，苯基环和幾基之间的苯酷基化合物中 的键断裂。此外，在键的断裂中，突然存在甲基，不知从哪冒出来的。因此，在实施例中提议 的系统行不通。
[0011] 此外，回顾该应用中指定的可紫外分解的化合物时，至少最重要的一些化合物出 现问题。第一类化合物是邻硝基苄基化合物。但是，福射邻硝基苄基化合物导致环状结构的 形成。运是一个缓慢的过程。因此，图5所示的在光带下福射会导致键断裂的建议是不切 实际的。即使通过UV福射激活邻硝基苄基化合物W形成自由基，最有可能的是，自由基重 组和不发生任何反应。第二类化合物由苯酷基化合物形成。邱steinetal.,Anal^ical Biochemist巧，119(1982)，304-312中研究了含有苯酷基的可裂解型表面活性剂的键的断 裂。在该文中，W1.5cm的距离进行过夜福射。运并不构成有用的解决方案。任何另外的 化合物种类仅仅W没有关于化学合成的任何信息，光化学行为等呈现。
[0012] 因此，本领域技术人员不能从US8, 246, 754获得使对光不稳定的化合物适用于油 墨组合物，使得纸张能够脱墨的任何可行的解决方案。
【发明内容】
[0013] 因此，本发明的目的是基于极性质子溶剂为油墨提供更好的解决方案，运在一方 面不会降低打印性能，并且在另一方面还能进行工业脱墨。对于打印性能，理想的是，在打 印之时和只要纸张保持使用或储存，油墨对纸张具有良好的粘附力。
[0014] 在其它目的中，可W通过根据权利要求1所述的油墨组合物部分（如果不是全部） 获得该目的。
[0015] 特别地，通过油墨组合物至少部分地实现该目的，所述油墨组合物包含颜料和用 于将该颜料分散于极性质子溶剂中的刺激响应分散剂，该刺激响应分散剂包含刺激响应部 分和用于颜料的溶剂稳定化的亲水部分，其中该刺激响应部分一经暴露于刺激物，特别是 紫外福射，会开始分解刺激响应分散剂，并且其中，该刺激响应基团包含苯甲酯基与在苯甲 酷基的幾基的α位的极性基团的组合。
[0016] 本发明基于运样的认识，可W通过使用对紫外福射形式的刺激物响应的分散剂解 决工业脱墨中的问题，可W在打印时刻的任何阶段施用紫外福射。另外，更具体地，使用化 学修饰的分散剂，该分散剂包括刺激响应部分，该部分不抑制或降低分散剂的错定性质或 稳定性质，也不抑制或降低喷射性。暴露于刺激物会在分散剂内开始转化过程，即不要求另 外的化合物与其反应。该转化过程导致分散剂的分解。
[0017] 发明人出乎意料地发现，分解会或可W降低颜料颗粒（复合体）的亲水性。根据 本发明用喷墨油墨打印并且暴露于刺激物的基底，比如，纸张，使颜料很好地粘附至纸张结 构且可W回收，并且提供能够回收大部分油墨的纸浆。实际上，在用根据本发明的喷墨油墨 打印的纸浆暴露于刺激物之后，疏水性颜料复合体能够漂浮，因此能够通过流过纸浆溶液 的气泡带走。运时候，在纸浆顶部上的泡沫包含疏水性颜料复合体，并且随后撇去，使纸浆 可W用于制造新的纸张。
[0018] 根据本发明，可W修饰常规分散剂W变成刺激响应的，或可替代地，可W使用另外 的刺激响应分散剂。前者可W，例如通过将连接亲水稳定部分的合适的刺激响应部分移植 到分散剂上实现。从合成的角度来看，后者似乎是相对简单的通用选项，并且其中可W轻易 微调刺激响应量。
[0019] 优选，该颜料W颜料颗粒的形式存在，并且刺激响应分散剂包括用于错定颜料颗 粒的错定部分。颜料颗粒例如为颜料和分散剂的混合物，或者为胶囊化颜料，该胶囊化颜料 被加工（例如研磨）成想要的尺寸。错定部分更特别地在其中导致至少部分地设置在或甚 至在颜料颗粒的表面的外部的刺激响应分散剂被错定，即，通过化学连接或物理吸附至所 述颜料颗粒。在颜料颗粒上的错定被理解为对确保在使用时该颗粒不会从纸张中流走是有 益处的。刺激响应分散剂的分解不会导致颜料颗粒的分解，而是仅仅修饰其表面结构和/ 或在极性质子溶剂中的分散能力的敏感性。结果是，刺激响应分散剂的分解甚至可能在其 使用期间改善油墨对纸张的粘附。特别地，如果油墨意外地接触水或运样的溶剂，油墨会变 成对流出不太敏感。
[0020] 特别地，刺激响应分散剂在暴露于刺激物后分解成两个或多个部分。分解使得亲 水稳定部分和错定部分不再连接。更特别地，在刺激响应分散剂内的共价键断裂，并且更具 体地，在刺激响应部分内的共价键断裂。
[0021] 剩下的错定部分适当地为疏水性的，并且可保持错定至颜料颗粒。但是，后者不是 必须的。特别地在错定是基于粘附的情况下，可能会失去该错定。例如，运可W在刺激响应 部分为错定部分和颜料之间的粘附力提供稳定性的情况下发生。如果刺激响应部分分解， 可W对粘附力的稳定性产生影响。在运样的情况下，粘附力