CN110204961A

CN110204961A - 油墨组合物的工业脱墨

Info

Publication number: CN110204961A
Application number: CN201910504683.7A
Authority: CN
Inventors: 格特·加斯顿·保罗·德罗维尔; 洛德·埃里克·德赖斯·德普雷
Original assignee: Xikang Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Xikang Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2019-09-06
Also published as: EP3013466B1; WO2014209124A1; EP2818237B1; US11926752B2; CN105339445A; US20210009837A1; EP3013466A1; EP2818237A1; US10808136B2; EP3059008A1; CN105339445B; JP2019163479A; NL1040321C2; US20160177118A1; CA2953090A1; EP3059008B1; BE1022066B1; JP2016529346A; JP6532865B2

Abstract

本发明涉及一种用油墨组合物来打印的喷墨打印机，所述油墨组合物具有颜料颗粒和用于分散所述颜料颗粒的刺激响应分散剂，所述刺激响应分散剂包括刺激响应部分和亲水部分。所述喷墨打印机包括打印机喷嘴和用于辐射所述油墨组合物的辐射源，其中，所述辐射源被配置为使刺激响应分散剂的分解因刺激响应分散剂的刺激响应部分的暴露而开始。

Description

油墨组合物的工业脱墨

技术领域

本发明涉及包含极性质子溶剂的油墨组合物，并且涉及用于制备油墨组合物的方法，及所述组合物的用途。

本发明进一步涉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

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。这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。这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羧基，羧基被去质子化以增加颜料的极性，从而增加了亲水性和分散性。

这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(这是相当昂贵和不方便的)。在纸张回收期间的这种脱墨，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。

综上，所述工业脱墨可以出现如下步骤。在第一步骤中，该纸张与水混合，并且施用一些洗涤剂和机械能以制造纸浆。此后，使纸浆的pH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。这个工程称为浮选。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，其可以用来制造新的纸张。

这种工业脱墨过程可以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。这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。

尝试解决该问题的一种做法是在打印前将钙盐溶液图像化智能喷射到纸张上。这有助于形成较大的不溶性羧酸钙，羧酸钙将颜料的性质从亲水性改变为疏水性。但是，钙可以与从大气中获得的溶解于水中的二氧化碳反应。接着，钙以碳酸钙沉淀下来。碳酸钙往往使打印机，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，这是不划算的。

为了防止这种情况发生，一些制造商已经通过酸性溶液(例如，柠檬酸)改变含有喷射溶液的钙离子。这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。这是由于羧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钙复合体。不幸的是，在脱墨过程的碱性条件下，这个过程是可逆的：在制浆阶段羧酸再次去质子化，并且颜料再次变成水溶性的。

US8,246,754提供了另一提议，根据该提议，使用专门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，随后用紫外线辐射这些光不稳定实体，导致对光不稳定实体的分解和油墨从基底中断裂。

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，接头分子通过溴基粘附至基底的羟基。但是，庞大的溴基为什么会附着至羟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，苯基环和羰基之间的苯酰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。

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，辐射邻硝基苄基化合物导致环状结构的形成。这是一个缓慢的过程。因此，图5所示的在光带下辐射会导致键断裂的建议是不切实际的。即使通过UV辐射激活邻硝基苄基化合物以形成自由基，最有可能的是，自由基重组和不发生任何反应。第二类化合物由苯酰基化合物形成。Epstein et al.,AnalyticalBiochemistry,119(1982),304-312中研究了含有苯酰基的可裂解型表面活性剂的键的断裂。在该文中，以1.5cm的距离进行过夜辐射。这并不构成有用的解决方案。任何另外的化合物种类仅仅以没有关于化学合成的任何信息，光化学行为等呈现。

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

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，这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。

在其它目的中，可以通过根据权利要求1所述的油墨组合物部分(如果不是全部)获得该目的。

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，特别是紫外辐射，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酰基与在苯甲酰基的羰基的α位的极性基团的组合。

本发明基于这样的认识，可以通过使用对紫外辐射形式的刺激物响应的分散剂解决工业脱墨中的问题，可以在打印时刻的任何阶段施用紫外辐射。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锚定性质或稳定性质，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。

发明人出乎意料地发现，分解会或可以降低颜料颗粒(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以回收，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。这时候，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，使纸浆可以用于制造新的纸张。

根据本发明，可以修饰常规分散剂以变成刺激响应的，或可替代地，可以使用另外的刺激响应分散剂。前者可以，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，并且其中可以轻易微调刺激响应量。

优选，该颜料以颜料颗粒的形式存在，并且刺激响应分散剂包括用于锚定颜料颗粒的锚定部分。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。锚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锚定，即，通过化学连接或物理吸附至所述颜料颗粒。在颜料颗粒上的锚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这样的溶剂，油墨会变成对流出不太敏感。

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锚定部分不再连接。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。

剩下的锚定部分适当地为疏水性的，并且可保持锚定至颜料颗粒。但是，后者不是必须的。特别地在锚定是基于粘附的情况下，可能会失去该锚定。例如，这可以在刺激响应部分为锚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，可以对粘附力的稳定性产生影响。在这样的情况下，粘附力可能降低至失去锚定并且颜料颗粒从分散剂的锚定部分分开。

优选地，该刺激物是可见光，紫外光，红外或微波辐射或热。最优选地，该刺激物是紫外光。在本文中，由于油墨组合物可以在可见光的保护下轻易产生和存储，因而可见光是合适的替代物。当用油墨组合物打印时，该油墨组合物会首次暴露于可见光。但是，该时刻开始分解不是太早。本领域技术人员可以理解，由于刺激响应部分通常对特定波长或波长范围响应或仅仅对热响应，这可能是刺激响应部分的选择和刺激物之间的关系。

根据本发明，对光不稳定基团包括苯甲酰基与邻近在称为苯甲酰基的羰基的α位的极性基团的组合。在此，已经获得了好的结果。特别地，本发明利用本身被称为Norris I型反应的分解作用。该反应可以比任何其它类型的光化学分解作用更快发生，这样不需要形成环。在极性基团处于α位(防止或限制自由基中间体重组，并且键不断裂)的基础上，苯甲酰基(即，-Ph-(C＝O)-)往往给出相对稳定的自由基中间体。

在α位上的极性基团更具体地包括杂原子，比如氧、氮或磷。更优选地，相关的刺激响应基团选自根据化学式(XXa)和(XXb)的化合物，其中R表示任何类型的合适的取代基，并且其中，在该化学式(XXa)中，R₁-R₃中的至少一个为杂原子(N或O)，并且其中稳定部分和锚定部分设置为取代基R在所示基团的对侧上。

此外，苯基Ph可以相应地被取代，例如，以附着锚定部分。另外的基团可以连接至羰基，其中存在各种选项，包括任选地取代的烷基，比如取代的甲基和酸性基团。在此优选的例子包括苯基-甲基基团，并且甲基邻近苯甲酰基，该甲基可以进一步用，例如，羟基、烷氧基，胺，甲基或其它烷基或甚至芳烷基取代。该酸性基团可以为羧酸，但优选为膦酸或磺酸，或本领域技术人员所知的任何这样的酸。因此，苯甲酰基为可以适当地融合到本发明的分散剂中的对光不稳定的基团。

在进一步的实施中，刺激响应部分包括选自如下的对光不稳定的基团：

2-苯基-2-羟基-1-苯乙酮部分(2-phenyl-2-hydroxy-1-phenylethanonemoiety)；

2-氧代-1,2-二苯基乙基甲酸部分(2-oxo-1,2-diphenylethyl formatemoiety)；

羟基苯乙酮衍生物；

烷胺基苯乙酮衍生物；

苄基缩酮衍生物TPO衍生物(即，(二苯基磷酰基)(2,4,6-三甲基苯基)甲酮的衍生物)；

苯甲酰氧化膦衍生物；

苯甲酰膦酸酯衍生物，例如，TPO-L衍生物(即，苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰基)膦酸乙酯的衍生物)；

双酰-或双苯甲酰膦氧化物(bisacyl-or bisbenzoylphosphine oxide)，例如，[苯基-(2,4,6-三甲基-苯甲酰基)膦酰基]-(2,4,6-三甲基-苯基)-甲酮)的衍生物。

优选地，根据本发明的颜料颗粒为在本领域已知的并且能够用于油墨组合物中的颜料颗粒。更特别地，使用，例如有机颜料和/或碳黑，这往往在脱墨中造成最大的问题。例子为：青色颜料，例如，基于酞菁铜(copperphtalocyanine)且也称为C.I.的颜料蓝15；洋红色颜料，例如，基于喹吖啶酮红，比如C.I.颜料红122；黄色颜料，例如，基于坚牢黄(arylideyellow)，其中C.I.颜料黄74是一个例子；黑色颜料，例如，C.I.颜料黑7。

这些颜料可以与任何典型的油墨添加剂，比如聚合物分散剂(也称为固体丙烯酸树脂，例如，基于聚苯乙烯-聚丙烯酸盐共聚物和聚丙烯酸丁酯聚丙烯酸盐)一起封装和/或提供。可替换地或另外使用表面活性剂型分散剂。为了制备颜料颗粒，该颜料与分散剂在极性质子溶剂(重量比为例如2：1)中适当地混合，随后进行研磨。将所得母料稀释，并与另外的成分，比如共溶剂、保湿剂、润湿剂、表面活性剂、流变剂和杀生剂混合。刺激响应分散剂可以用作颜料颗粒中的分散剂，或可替换地作为另外的成分加入。在进一步的实施例中，使用分散剂的组合，其中有刺激响应分散剂。

优选地，刺激响应分散剂的锚定部分能够锚定在本发明的油墨组合物的颜料上。该锚定可以通过物理方式，比如通过粘附、吸附，或甚至吸收，发生。该锚定可替换地通过化学方式，比如通过移植或融合发生。优选地，该锚定为物理过程，例如，通过在颜料颗粒和锚定部分之间的疏水作用和/或范德华分子间的相互作用粘附。在粘附至颜料颗粒，或颜料本身时，锚定部分的若干链彼此相互作用可以进一步增强这样的锚定。

优选，锚定部分和亲水稳定部分中的至少一个包括细长链，例如，链长为至少为8个原子，更优选至少10个原子的细长链。这种链对构建空间结构，其中亲水稳定部分可以设置在颜料粒子表面的适当距离处是非常有效。这有利于在溶剂中的分散能力。更适当地，至少锚定部分包含这样的链。

更优选地，该锚定部分包括常规碳链。如此，在相邻的分散剂分子之间可以发生相互作用，以建立(部分)层或聚合，随之增强粘附。合适的碳链的例子包括烷基链，例如，C6-c16烷基链、聚氧化乙烯链、聚乙烯-胺链。例如，可以使用肥皂中使用的链，比如，适当地官能化的辛基、癸基、十二烷基。特定的优选实施例为羧化聚乙烯亚胺。

在一个另外的实施例中，锚定部分移植到这样的聚合物上，例如，本领域已知的分散剂。同样，在该情况下，锚定部分包括具有最小链长的链被认为是有益的。接着，可以选择该锚定部分以与通过，例如包含适于氢键结合的原子或基团同样与极性质子溶剂相互作用。

在一个合适的实施例中，该锚定部分包括聚合物材料。该实施例特别适于替代已知的丙烯酸树脂分散剂。合适的聚合物为，例如，聚酰胺、聚酯、聚氨酯、聚酮、聚(丙烯)腈、聚丙烯酸酯、乙烯基醚聚合物，芳基乙烯基聚合物，及其共聚物。在此的聚合物链可以进一步包括芳族和/或杂芳基，从而，例如，将刺激响应部分包括在其中。

优选地，亲水稳定部分能够使颜料在水溶液环境中稳定。在喷墨打印的背景下，这样的水溶液环境通常为水和醇的溶剂混合物。亲水稳定部分可以带电，例如，以酸根离子的形式。这样的例子为羧酸，膦酸，磺酸阴离子。可替代地或另外地，所述亲水部分可以包含极性基团，例如，基于胺或优选季铵离子或酰胺-(C＝O)-NR2的极性基团。在另外的替换中，亲水部分可以包含多元醇基团和/或多胺基团，比如，来源于乙二醇、聚乙二醇、聚乙烯醇、纤维素、多元醇、亲水性醚，显然，可以进一步包含羧基。

可以清楚地观察到锚定部分和/或亲水稳定部分可以包含一个以上的基团，即，两个或更多个锚定单元或链可以存在于分散剂中。可能存在两条亲水链。这些链适当地连接至刺激响应部分作为化合物的中心部分。

优选地，该刺激响应分散剂包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个刺激响应部分。刺激响应部分取决于分散剂的尺寸和分子量。此外，在刺激响应分散剂中的刺激响应部分的数量取决于该部分对刺激物的响应效率和动力学。

下文将独立地讨论一些优选的刺激响应分散剂。

一类为具有结构式(I)的苯偶姻(benzoine)衍生物，其中R1,R2适当地为供电子基团，比如烷氧基，例如R ₁-R₃-烷氧基，并且其中R3和/或R4形成锚定部分的一部分，而X包括亲水稳定部分，或反之亦然。在刺激时苯偶姻衍生物分解成具有结构式(II)和(Ⅲ)的化合物。由刺激物激活的键似乎是邻近羰基的键。在此，羰基被激活，从而使环闭合。苯基环的2位上的氢原子迁移：

苯偶姻衍生物的另一例子包括结构式(IV)，其中R1,R2再次为供电子基团，并且R3和/或R4形成锚定部分的一部分或包括该锚定部分，而X包括亲水稳定部分，或反之亦然。在此，刺激时该衍生物分解成具有结构式(V)和(VI)的衍生物：

本领域技术人员理解，不排除其它苯偶姻衍生物。如果R₃和/或R₄中只有一个为锚定部分，或可选地，为亲水部分，另一个可以为H，或合适的取代基。亲水部分作为基团X，并且锚定部分作为R₃和/或R₄似乎最有利。

刺激响应分散剂的另一例子为羟基苯乙酮(HAP)衍生物，在刺激之后，羟基苯乙酮(HAP)衍生物分解为苯基丙酮衍生物和亲水稳定部分，其中锚定部分连接至苯基。不排除锚定部分和亲水稳定部分的互换设置。

另外的合适的分散剂为包括结构式(VII)的烷氧基苯乙酮衍生物，其中X形成亲水稳定部分的一部分，或包括亲水稳定部分，并且R1,R2和/或R3形成锚定部分的一部分，或反之亦然。在刺激后，该衍生物分解成具有结构式(VIII)和(IX)的衍生物：

所示的X为单个取代基，不排除该苯基环具有一个以上的取代基，或几个取代基连接至苯基环的烷基取代基。在R₁,R₂或R₃不是锚定部分的情况下，最合适的是至少R₁为锚定部分(或可替换地为亲水稳定部分)。接着可以相当广泛地选择R₂和R₃。

合适的变体为烷基氨基苯乙酮衍生物(alkylaminoacetophenone derivative，AAAP)，在暴露于刺激物之后，烷基氨基苯乙酮衍生物分解成苯基丙酮衍生物和氨基衍生物。适当地，该锚定部分连接至苯基丙酮衍生物，并且亲水稳定部分连接至氨基衍生物，但互换也是可行的。

一个例子如结构式(XI)所示的衍生物，其中X形成锚定部分的一部分，或包括锚定部分，并且其中R1、R2、R3和/或R4形成亲水稳定部分的一部分，或包括亲水稳定部分(或反之亦然)。在暴露于刺激物之后，该衍生物分解成具有结构式(XII)和(XIII)的衍生物，或具有结构式(XIV)和(XV)的衍生物。

再次，另外的分散剂为包括结构式(XVI)的苄基缩酮衍生物，其中R1、R2和/或R3形成亲水稳定部分的一部分，或包括亲水稳定部分，并且其中X包括或形成锚定部分的一部分，其中在暴露于刺激物之后，该衍生物分解成具有结构式(XVII)和(XVIII)的衍生物。

应该理解，相对于前述两个例子，在刺激时该衍生物所产生的是自由基，并且这些自由基会通过重新设置，或例如与溶剂分子进一步反应。不是所有的R₁-R₄需要专门用于锚定，或稳定，并且可以广泛地选择。

另外的衍生物为，例如，TPO衍生物((二苯基磷酰基)(2,4,6-三甲基苯基)甲酮的衍生物)、TPO-L衍生物(即，苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰基)膦酸乙酯的衍生物)和BAPO衍生物(即，[苯基-(2,4,6-三甲基-苯甲酰基)膦酰基〕-(2,4,6-三甲基苯基)-甲酮)的衍生物)。

在本发明的背景下，“衍生物”应该理解为化合物的基本骨架如化合物的名称或结构式所示。该衍生物可以包括具有其它部分的化合物，包括，但不限于锚定部分或亲水稳定部分。“衍生物”也可以指化合物的基本骨架的自由基形式如化合物的名称或结构式所示。

在另外的方面，本发明涉及用于提供根据本发明的油墨组合物的方法，该方法包括使刺激响应分散剂和颜料或颜料颗粒在极性质子溶液中混合。在第一实施例中，刺激响应分散剂与颜料混合。该试剂的刺激响应部分和亲水部分例如，通过移植连接至初级混合剂，比如固体丙烯酸树脂，这在本文中被认为是有利的。在进一步的实施中，刺激响应分散剂可以与常规的分散剂或混合剂组合使用。这样的混合剂可以为修饰成包括比当前使用的更少的亲水分散剂。在另一实施例中，刺激响应试剂与颜料颗粒混合。特别地，在例如，通过研磨，限定颜料颗粒的尺寸之后发生。

另外的方面涉及用于在基底比如纸张上打印和用于工业脱墨的油墨组合物的使用。应该理解的是，本发明的油墨组合可以用于任何类型的基底上，即使这些基底中的一些在工业脱墨过程中不可以回收。基底的例子包括聚合物膜，比如用于包装工业，聚合物涂层和封装设备，比如具有模塑化合物的半导体设备。由于刺激响应分散剂的分解，增强了对这些典型的疏水基底的粘附。该基底可以由，例如，聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂、聚酰亚胺和/或其共聚物组成。

适当地，在打印的同时，或在刚进行打印之后，进行所述暴露。下面的选项似乎是合适的：在施用(即，例如，从打印机喷嘴施用)之后，但在干燥之前；或在施用和干燥之后，或在开始打印时，即，例如当进入或离开打印机喷嘴时，通过暴露于辐射来启动。

本发明另外涉及(喷墨)打印机，该打印机包括打印喷嘴和辐射源，该辐射源用于辐射具有颜料颗粒和刺激响应分散剂的油墨组合物，所述刺激响应分散剂用于分散所述颜料颗粒，该刺激响应分散剂包括刺激响应部分和亲水部分，其中刺激响应部分在暴露于刺激物之时开始分解刺激响应分散剂。

该打印机是有优势的，因为该打印机包括刺激本发明的油墨组合物的刺激响应部分的功能。这样的功能为，例如，辐射源或一系列的辐射源，例如，一个或多个激光器，或一个或多个发光二极管。例如，这样的辐射源集成到打印喷嘴中和/或集成到喷嘴的管道或喷射管中。但是，该辐射源可以可替换地被配置成在打印之后辐射基底。

本发明进一步涉及通过本发明的油墨组合物的打印可以获得的纸张。本领域技术人员应该理解，铺设在纸张上之后，该油墨组合物是干燥的。适当地，这在没有专门的加热步骤的情况下发生。术语“纸张”在此应该理解为通常称为纸张的任何类型的基底。

本发明另外涉及这样的纸张的脱墨，并且涉及当粘附至纸张时，本发明的油墨组合物在脱墨上的使用。该用途优选包括常规纸张回收过程的步骤，即纸浆的产生、用于使油墨转移至气相(即，通常为泡沫)的纸浆浮选，并且从纸浆中去除该泡沫。

可以观察到，油墨组合物暴露于刺激物可以作为脱墨过程的一部分进行。例如，该暴露可以在这样的过程开始时进行，或可替换地，在结束时或甚至在浮选过程之后进行。这样的过程部分可以确保任何可获得的本发明的油墨组合物暴露于刺激物，从而使在纸浆中留下或留给纸浆的色素的数量最小化。

上文所述的油墨组合物的优点、实施例和优选形式比照本发明的这一方面加以必要的修正。

实施例

通过本发明的下面的非限制性例子，进一步地解释本发明。

实施例1

方案1

根据实施例1，制备用于本发明的分散剂。根据方案1制备该分散剂，其中PHSA是指聚氧化乙烯。该分散剂的锚定部分由这些PHSA链形成，其中每个分散剂分子中存在多条PHSA链。亲水稳定部分由酰胺基，即，乙酰化仲氨基(R2N-C＝O-CH₃)形成，该酰胺基具有高度的极性且适于与溶剂通过氢键结合。在此，刺激响应部分包括苯甲酰基，异丙胺基附着至该苯甲酰基。实际上，该分散剂包括若干刺激响应中心。在该例子中，在辐射时，五乙烯胺结构从一个或多个聚氧化乙烯基团中裂开。这可能导致疏水链残存。但是，不排除聚氧化乙烯链中的常规结构分裂，据此，该分子的剩余部分的锚定能力丢失，即，其不再附着至颜料颗粒。

2-[4-(2-甲基丙酰基)苯氧基]乙酸乙酯的合成

在-5至-0℃，29.4g无水氯化铝的20ml二氯甲烷的搅拌溶液中，在30min内，滴加11.2g2-甲基丙酰氯。此后，在相同温度，在1h内滴加18.0g 2-苯氧基乙酸乙酯。在该温度下将反应混合物搅拌2h，接着注入60ml浓HCl溶液和80ml水的混合物中。将有机相分离，并且用60ml二氯甲烷萃取水相3次。将有机相合并并用水洗涤，干燥并减压蒸发。获得24.7g(98.7％)2-[4-(2-甲基丙酰基)苯氧基]乙酸乙酯。

2-[4-(2-溴-2-甲基丙酰基)苯氧基]乙酸乙酯的合成

将25g 2-[4-(2-甲基丙酰基)苯氧基]乙酸乙酯(化合物1)溶解于20ml冰乙酸中。滴加19.2g溴，并且室温下搅拌2h。在10h搅拌后，将反应混合物注入300ml冰乙酸中，并且用3x 150ml乙酸乙酯萃取。用硫酸镁干燥合并的萃取物，过滤并减压蒸发成稠油。

在下一步骤中，对光不稳定的组分结合聚乙烯亚胺(PEI)。该聚乙烯亚胺可以是直链或支链PEI(比如，来自BASF的聚乙烯亚胺或Nippon Shokubai的EPOMIN产品)。在下面所述的合成中，使用直链五乙烯六胺(PEI-6)。

2-[4-(2-溴-2-甲基丙酰基)苯氧基]乙酸乙酯在PEI-6上的加合物的合成

将25g 2-[4-(2-溴-2-甲基丙酰基)苯氧基]乙酸乙酯(化合物2)溶解于100ml乙醇中。通过搅拌，加入7.7g五乙烯六胺，接着加入15g二异丙基乙基胺。在搅拌2h后，如果需要，剩余的游离氨基用乙酸酐乙酰化，接着在室温下加入38g 32％的氢氧化钠溶液。蒸发乙醇并且加入300ml水。每次用乙酸乙酯3×50ml萃取该混合物。用硫酸钠干燥有机相，过滤并蒸发。

加合物与Jeffamine-异氰酸酯的结合

将1当量的滴加至25ml乙酸乙酯中的12.5g CDI(羰二咪唑)的混合物中，主要由聚氧化乙烯基组成，并且可从Huntsman Corp获得。在搅拌30min之后，加入溶解于25ml乙酸乙酯中的25g化合物3。在60℃将混合物搅拌6小时。减压蒸发后获得油。该油与50ml水混合，接着用3x 50ml乙酸丁酯萃取。在蒸发合并的有机相之后，获得油，其可以用作分散剂。

实施例2

方案2展示了另外的刺激响应分散剂的合成。该方案导致(4-癸基-苯甲酰基)-苯基-膦酸钠盐。在此，烷基链代表锚定部分。膦酸钠盐组成亲水稳定部分。刺激响应部分包括苯甲酰基，使得在暴露于辐射(365nm)之后，苯基-膦酸钠盐裂开并且留下疏水链。

方案2

(4-癸基-苯甲酰基)-苯基-膦酸乙酯的合成

在惰气下，将14.0g 4-癸基苯甲酰氯和9.9g苯基膦酸二乙酯(diethylphenylphosphonite)在80℃加热6小时。所得到的油用于下面的反应。

(4-癸基-苯甲酰基)-苯基-膦酸钠盐的合成

将20.7g(4-癸基-苯甲酰基)-苯基-膦酸乙酯溶解于100ml甲基乙基酮中。将7.8g碘化钠加入该溶液中，在搅拌15分钟之后，溶液加热至65℃，保持24小时。过滤沉淀，用2x20ml石油醚洗涤，并在真空下干燥。由此获得的黄色粉末用作根据上文所述的分散性表面活性剂。

应用实施例1

通过使根据实施例1制成的上述合成分散剂与颜料颗粒在水溶液中混合，制备油墨组合物。该喷墨油墨用于在基底上打印并且随后暴露于254nm的紫外光。分离亲水稳定部分并且获得疏水颜料复合体。

应用实施例2

用油墨组合物进行脱墨能力测试，该油墨组合物包括根据实施例1制成的、没有暴露于紫外辐射和暴露于紫外辐射之后的分散剂。该脱墨能力测试使用Ingede，国际脱墨行业协会在Ingede方法11中指定的协议。2012年7月的报道指定了Ingede方法11，并且其可从Ingede的网站www.ingede.de获得。该方法涉及参数组，即，光度Y、颜色a、灰尘颗粒面积A(对于大于50μm(A₅₀)和250μm(A₂₅₀)的颗粒)、油墨清除IE和滤液变黑ΔY。Ingede方法2中指出了这些参数的测量方法(2011年8月)。这些参数组被认为代表在纸张回收中进行的工业湿法脱墨过程，该湿法脱墨过程包括浮选的部分。为了评估参数，使用在17/03/09ERPC会议(参考文件ERPC/005/09)中采用的并且可从www.ingede.de获得的所谓的“脱墨能力评分”(如欧洲回收纸理事会所指定)。如在该脱墨能力评分中所指出，每个参数结果将转换成权重加权评分，其最大总和为100。如果计算出的总和为71或更大，则脱墨能力良好；51-70的评分代表一般的脱墨能力；0-50的评分代表低劣的脱墨能力。负评分意味着该油墨不适于脱墨并且基于此，油墨没有满足至少一个阈值。通过引用将描述该方法及其步骤的所述文献包含在本文中。

在80gsm(g/m²)无涂层纸张上打印油墨之后，进行测试。纸张覆盖率为30％。打印后立即进行紫外处理。

所得的评分如下：

参数	经紫外处理的油墨	未经紫外处理的油墨
			光度Y	25-30	10-20
颜色a	20	-20
			灰尘颗粒面积A50	15	15
灰尘颗粒面积A250	10	10
			油墨清除IE	8-10	-10
滤液变黑ΔY	10	-10
			总和	88至95	由于负评分，不可脱墨

因此，总的来说，本发明提供油墨组合物，该油墨组合物包括颜料颗粒和刺激响应分散剂，该刺激响应分散剂用于将所述颜料颗粒分散在极性质子溶剂中，例如，用于喷墨印刷，所述刺激响应分散剂包括用于锚定至所述颜料颗粒的锚定部分，刺激响应部分和用于颜料的溶剂稳定化的亲水部分，其中刺激响应部分在暴露于刺激物时开始分解该刺激响应分散剂。承印油墨的纸张可以在工业脱墨过程中脱墨。

Claims

1.一种用油墨组合物来打印的喷墨打印机系统，所述油墨组合物具有颜料颗粒和用于分散所述颜料颗粒的刺激响应分散剂，所述刺激响应分散剂包括刺激响应部分和亲水部分，所述喷墨打印机包括油墨组合物、打印机喷嘴和用于辐射所述油墨组合物的辐射源；

其中，所述辐射源被配置为使刺激响应分散剂的分解因刺激响应分散剂的刺激响应部分的暴露而开始。

2.根据权利要求1所述的喷墨打印机系统，其特征在于，所述辐射源集成到所述打印机喷嘴中。

3.根据前述权利要求中任一项所述的喷墨打印机系统，其特征在于，所述辐射源集成到所述打印机喷嘴的管或喷射管中。

4.根据前述权利要求中任一项所述的喷墨打印机系统，其特征在于，所述辐射源被配置为在打印的同时或者刚进行打印之后照射基底。

5.根据前述权利要求中任一项所述的喷墨打印机系统，其特征在于，所述辐射源被配置为在通过所述打印机喷嘴施用之后但在所述油墨组合物干燥之前辐射。

6.根据前述权利要求中任一项所述的喷墨打印机系统，其特征在于，所述辐射源被配置为在进入或离开所述打印机喷嘴时辐射所述油墨组合物。

7.根据前述权利要求中任一项所述的喷墨打印机系统，其特征在于，所述辐射源被配置为使所述油墨组合物暴露于紫外辐射、红外辐射、微波辐射或热。

8.根据前述权利要求中任一项所述的喷墨打印机系统，其特征在于，所述辐射源包括一个或多个激光器或一个或多个发光二极管。

9.油墨组合物用于在基底上喷墨打印的用途，所述油墨组合物具有颜料颗粒和用于分散所述颜料颗粒的刺激响应分散剂，所述刺激响应分散剂包括刺激响应部分和亲水部分，其中，由于通过辐射源暴露所述刺激响应部分而使所述刺激响应分散剂的分解开始。

10.根据权利要求9所述的用途，其特征在于，所述暴露与打印同时进行或刚进行打印之后进行。

11.根据权利要求9或10所述的用途，其特征在于，在通过打印机喷嘴施用所述油墨组合物之后但在所述油墨组合物干燥之前进行暴露。

12.根据权利要求9或10所述的用途，其特征在于，通过打印机喷嘴进行打印，并且当油墨组合物进入或离开所述打印机喷嘴时进行暴露。

13.根据权利要求9-12中任一项所述的用途，其特征在于，所述辐射源被配置成使所述油墨组合物暴露于紫外辐射。

14.根据权利要求9-13中任一项所述的用途，其特征在于，所述基底是以下任何一种：纸、聚合物膜、聚合物涂层和封装设备。

15.根据权利要求9-13中任一项所述的用途，其特征在于，所述基底由聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂、聚酰亚胺和/或其共聚物组成。