KR20150133743A - 고품질 잉크젯 인쇄용 광증백제 - Google Patents

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KR20150133743A
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Abstract

본 발명은 잉크-젯 종이의 표면에 적용될 때 우수한 형광 증백 효과를 제공하는 스틸벤 화합물들의 혼합물에 관한 것이다.

Description

고품질 잉크젯 인쇄용 광증백제{OPTICAL BRIGHTENING AGENTS FOR HIGH QUALITY INK-JET PRINTING}
본 발명은 잉크-젯 종이와 같은 종이 표면에 적용될 때 우수한 형광 증백 효과를 제공하는 신규한 스틸벤 화합물들 또는 스틸벤 화합물들의 혼합물에 관한 것이다.
잉크젯 인쇄는 최근에 데이터 및 이미지를 종이 시트 상으로 기록하기 위한 매우 중요한 수단이 되었다. 다색 이미지의 저비용, 용이한 생산 및 비교적 고속은 이러한 기술의 이점들 중 일부이다. 그러나, 잉크-젯 인쇄는 짧은 건조 시간, 높은 인쇄 밀도 및 선명도(sharpness) 및 감소된 색상-대-색상 블리드를 충족시키기 위하여 기판에 대하여 큰 요구가 있다. 나아가, 상기 기판은 높은 휘도를 가져야 한다. 예를 들어, 일반 종이는 잉크-젯 인쇄에 사용되는 물-기재의 음이온성 염료 또는 안료를 잘 흡수하지 못하고; 잉크가 종이 표면 상에 상당한 시간 동안 유지되어, 잉크의 확산이 일어나도록 하고 낮은 인쇄 선명도를 초래한다. 높은 인쇄 밀도 및 선명도를 제공하면서 짧은 건조 시간을 달성하는 한가지 방법은 특별한 실리카-코팅된 종이를 사용하는 것이다. 그러나, 그러한 종이는 생산에 비용이 많이 든다.
US 6,207,258은 기판 표면을 2가 금속염을 함유하는 수성 사이징 매질로 처리하여 유색 잉크-젯 인쇄 품질을 향상시킬 수 있음을 개시함으로써 이러한 문제에 대한 부분적일 해결책을 제공한다. 염화칼슘 및 염화마그네슘이 바람직한 2가 금속염이다. 상기 사이징 매질은 또한 비-코팅된 종이 처리에 사용되는 기타 전형적인 종이 첨가제들을 함유한다. 종이의 백색도 및 이에 따라 잉크-젯 인쇄와 배경 사이의 명암(contrast)을 상당히 개선시키는 것으로 잘 알려져 있는 광증백제가 전형적인 종이 첨가제들에 포함된다. US 6,207,258은 본 발명의 광증백제의 사용에 대한 예를 제공하지 않고 있다.
유색 잉크-젯 인쇄를 위해 의도된 기판 내에 염화칼슘과 같은 2가 금속염을 사용하는 것의 이점은 상용성 수용성 광증백제가 이용가능할 때에만 완전히 실현될 수 있다. 그러나, 수용성 광증백제는 고 칼슘 농도에서 침전하는 경향이 있는 것으로 잘 알려져 있다 (예를 들어, Tracing Technique in Geohydrology by Werner Kass and Horst Behrens, published by Taylor & Francis, 1998, 50 페이지 참조).
WO 2010/060570은 식 (1)의 대칭 디아미노스틸벤 광증백제가 2가 금속염을 함유하는 사이징 조성물과 놀랍게 우수한 상용성을 가짐을 개시한다.
Figure pct00001
WO 2012/013513은 그 바람직한 구현예(청구항 6)가 비대칭 식(2)를 가지는 특정 스틸벤 광증백제의 사용에 의한 종래 기술에 대한 개선을 청구한다.
Figure pct00002
2가 금속염을 함유하는 사이징 조성물과 개선된 상용성을 가지는 수용성 광증백제에 대한 요구가 남아 있다.
식 (4)의 스틸벤 화합물 및/또는 식 (3), (4) 및 (5)의 스틸벤 화합물들의 혼합물을 포함하는 광증백제(OBAs)가 2가 금속염을 함유하는 사이징 조성물과 놀랍게 우수한 상용성을 가지며, 따라서 잉크-젯 종이 표면에 적용될 때 우수한 형광 증백 효과를 제공함이 이제 발견되었다.
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
상기 식에서
R은 수소 또는 메틸이고;
Y는 아미노기의 수소 원자가 제거된 천연 또는 비천연 아미노산이고; 및
M은 수소, 알칼리 금속 양이온, 암모늄, C1-C4 선형 또는 분지형 알킬 라디칼에 의하여 일치환된, 이치환된 또는 삼치환된 암모늄, C1-C4 선형 또는 분지형 히드록시알킬 라디칼에 의하여 일치환된, 이치환된, 또는 삼치환된 암모늄임.
Y가 유래될 수 있는 아미노산의 예는 알라닌, 2-아미노부티르산, 아스파라긴, 아스파르트산, S-카르복시메틸시스테인, 시스테산, 시스테인, 글루탐산, 글루타민, 글리신, 이미노디아세트산, 이소루신, 류신, 메티오닌, N-메틸타우린, 노르류신, 노르발린, 페닐알라닌, 2-페닐글리신, 피페콜린산, 프롤린, 사르코신, 세린, 타우린, 트레오닌 및 발린이다. 아미노산이 키랄 중심을 함유하는 경우, 광학 이성질체 또는 라세미 혼합물이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 측면에서, Y는 아스파르트산, 글루탐산 또는 이미노디아세트산으로부터 유래된다.
본 발명의 추가적인 측면에서, Y는 아스파르트산 또는 이미노디아세트산으로부터 유래되고, R은 메틸이고, M은 소듐이다.
식 (3), (4) 및 (5)의 화합물들의 혼합물은 예를 들어,
시아누르산 할라이드의
a) 자유산, 부분 염 또는 완전한 염 형태의
식 (6)의 아민
Figure pct00006
,
b) 자유산, 부분 염 또는 완전한 염 형태의
식 (7)의 디아민
Figure pct00007
, 및
c) 하나 이상의 천연 또는 비천연 아미노산의 혼합물, 및
d) 디에탄올아민 또는 디이소프로판올아민 중 하나 이상
과 단계적 반응에 의하여 제조될 수 있다.
여기서, 시아누르산 할라이드로서, 블화물, 염화물 또는 브롬화물이 사용될 수 있다. 일 구현예에서, 염화시아누르산이 사용된다.
각각의 반응은 수성 매질 내에서 수행될 수 있으며, 상기 시아누르산 할라이드는 물 또는 수성/유기 매질 내에 현탁되거나, 상기 시아누르산 할라이드는 아세톤과 같은 용매 내에 용해된다. 각각의 아민은 희석없이, 또는 수용액 또는 현탁액의 형태로 도입될 수 있다. 방향족 아민을 먼저 반응시키는 것이 바람직하나, 아민은 임의의 순서로 반응될 수 있다. 각각의 아민은 화학량론적으로 또는 과량으로 반응할 수 있다. 전형적으로, 방향족 아민은 화학량론적으로, 또는 약간 과량으로 반응하고; 최종 단계에 사용되는 아민 혼합물은 화학량론에 비하여 5 - 30%의 과량으로 일반적으로 사용된다.
시아누르산 할라이드의 첫번째 할로겐 치환을 위하여, 산성 내지 중성 pH 조건 하에, 예를 들어 2 내지 7의 pH 범위에서, 0 내지 20℃ 범위의 온도에서 수행할 수 있다. 시아누르산 할라이드의 두번째 할로겐 치환을 위하여, 약산성 내지 약알칼리성 조건 하에, 예를 들어 4 내지 8의 pH에서, 20 내지 60℃ 범위의 온도에서 수행할 수 있다. 시아누르산 할라이드의 세번째 할로겐 치환을 위하여, 약산성 내지 알칼리 조건 하에, 예를 들어 7 내지 10의 pH에서, 60 내지 102℃ 범위의 온도에서, 즉 주어진 반응 조건 하에 물의 비점 이하에서 수행할 수 있다.
각각의 반응의 pH는 일반적으로 적합한 염기의 첨가에 의하여 조절되며, 염기의 선택은 원하는 생성물 조성에 의하여 좌우된다. 적합한 염기는, 예를 들어, 알칼리 금속 (예를 들어, 리튬, 소듐 또는 포타슘) 수산화물, 카보네이트 또는 바이카보네이트, 또는 지방족 3차 아민, 예를 들어 트리에탄올아민 또는 트리이소프로판올아민이다. 2 이상의 상이한 염기들의 조합이 사용되는 경우, 염기들은 임의의 순서로 또는 동시에 첨가될 수 있다.
산을 이용하여 반응 pH를 조정하는 것이 필요한 경우, 사용가능한 산의 예는 염산, 황산, 포름산 및 아세트산을 포함한다.
화합물들 (3), (4) 및 (5)의 혼합물을 포함하는 수용액은 막 여과에 의하여 또는 침전 후 적절한 염기를 사용한 용해에 의하여 선택적으로 탈염될 수 있다. 사용가능한 막 여과 공정은 예를 들어 폴리술폰, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 셀룰로오스 아세테이트 또는 박막 멤브레인을 이용하는 한외여과이다.
화합물들 (3), (4) 및 (5)의 비율은 아미노산 및 디알카놀아민의 혼합물의 첨가 방식 (순차적 또는 동시) 및 조성 모두에 따라 상당히 변화할 수 있다. 화합물들 (3), (4) 및 (5) 각각은 5 - 80 몰% 범위로 존재할 수 있다. 일 구현예에서, 화합물 (3)은 5 - 45 몰%로 존재하고, 화합물 (4)는 15 - 65 몰%로 존재하고, 화합물 (5)는 5 - 45 몰%로 존재한다. 추가적인 구현예에서, 화합물 (3)은 15 - 45 몰%로 존재하고, 화합물 (4)는 25 - 60 몰%로 존재하고, 화합물 (5)는 5 - 40 몰%로 존재한다.
대안적으로, 식 (3), (4) 및 (5)의 화합물들은 개별적으로 제조되고 혼합되어 본 발명의 광증백제를 형성할 수 있다. 식 (3) 및 (5)의 화합물들은 공지의 화합물로서 공지의 방법에 의하여 제조될 수 있으나, 식 (4)의 화합물은 신규한 것이다.
따라서, 본 발명의 추가적인 측면은 식 (4)의 화합물, 식 (4)의 화합물 및 선택적으로 증백 특성을 가지는 추가적인 화합물들을 포함하는 광증백제이다. 그러한 추가적인 화합물들은 본원에 각각 정의되는 식 (3) 및 (5)의 화합물들, 및 본원에 명백히 정의되지 않은 증백 특성을 가지는 화합물들 중에서 선택될 수 있다.
Figure pct00008
상기 식에서, R, Y 및 M은 앞서 정의된 바와 같다.
식 (4)의 화합물은 예를 들어,
i) a) 시아누르산 할라이드와 자유산, 부분적- 또는 완전한 염 형태의, 식 (6)의 아민
Figure pct00009
b) 자유산, 부분적- 또는 완전한 염 형태의, 식 (8)의 아민
Figure pct00010
, 및
c) 디알카놀아민 (디에탄올아민 또는 디이소프로판올아민),
의 단계적 반응,
ii) 니트로기의 아미노기로의 환원
iii) a) 시아누르산 할라이드와 식 (6)의 아민 간의 반응 생성물, 및
b) 자유산, 부분적- 또는 완전한 염 형태의, 천연 또는 비천연 아미노산과의 단계적 반응에 의하여 제조될 수 있다.
본 발명은 또한 종이 표면 증백을 위한 조성물 내 식 (5)의 화합물의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 추가적인 측면은 표면 사이징제, 식 (4)의 화합물 또는 식 (3), (4) 및 (5)의 혼합물을 포함하는 광증백제, 2가 금속염 및 물을 포함하는 종이 표면 증백을 위한 조성물의 용도이다.
상기 표면 증백 조성물 내 광증백제의 농도는 0.2 내지 30 g/l, 예를 들어 1 내지 15 g/l, 또는 2 내지 12 g/l일 수 있다.
상기 표면 사이징제는 전형적으로 효소적으로 또는 화학적으로 개질된 전분, 예를 들어 산화 전분, 히드록시에틸화 전분 또는 아세틸화 전분이다. 상기 전분은 또한 실행되는 특정 구현예에 따라 천연 전분, 음이온성 전분, 양이온성 전분, 또는 양쪽이온성 전분일 수 있다. 전분 공급원은 임의의 것일 수 있으나, 전분 공급원의 예는 옥수수, 밀, 감자, 쌀, 타피오카 및 사고(sago)를 포함한다.
상기 표면 증백 조성물 내 표면 사이징제의 농도는 1 내지 30 중량%, 예를 들어 2 내지 20 중량%, 또는 5 내지 15 중량%일 수 있다.
적합한 2가 금속염은 염화칼슘, 염화마그네슘, 브롬화칼슘, 브롬화 마그네슘, 황산칼슘, 황산마그네슘, 칼슘 티오설페이트 또는 마그네슘 티오설페이트 또는 상기 화합물들의 혼합물들 중에서 선택된다.
추가적인 구현예에서, 상기 2가 금속염은 염화칼슘 또는 염화마그네슘 또는 이의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
상기 표면 증백 조성물 내 2가 금속염의 농도는 1 내지 100 g/l, 예를 들어 2 내지 75 g/l, 또는 5 내지 50 g/l일 수 있다.
상기 2가 금속염이 칼슘염과 마그네슘염의 혼합물일 때, 칼슘염의 양은 0.1 내지 99.9% 범위일 수 있다.
상기 표면 증백 조성물의 pH 값은 전형적으로 5 내지 13, 예를 들어 6 내지 11 범위이다.
상기 표면 사이징제, 광증백제, 2가 금속염 및 물 외에, 상기 표면 증백 조성물은 광증백제 제조 동안 형성되는 부산물, 및 기타 전형적인 종이 첨가제들을 포함할 수 있다. 그러한 첨가제의 예는 담체, 예를 들어, 폴리비닐알콜, 소포제, 왁스 에멀젼, 염료, 안료, 1가 금속염, 예를 들어, 염화나트륨, 용해 보조제, 방부제, 착화제, 가교제, 특정 수지 등이다.
본 발명의 추가적인 측면에서, 표면 증백 조성물 내 증백 효과를 증가시키기 위하여, 상기 광증백제는 폴리비닐알콜과 미리 혼합될 수 있다. 상기 폴리비닐알콜은 60 내지 99%를 포함하는 임의의 가수분해 수준을 가질 수 있다.
상기 광증백제는 0.1 내지 10 중량%의 폴리비닐알콜을 포함하는, 임의의 양의 폴리비닐알콜을 포함할 수 있다.
상기 표면증백제는 당업계에 공지된 임의의 표면 처리 방법에 의하여 종이 기판의 표면에 적용될 수 있다. 적용 방법의 예는 사이즈-프레스 적용, 캘린더-사이즈 적용, 텁(tub)-사이징, 코팅 적용 및 분무 적용을 포함한다 (예를 들어, Handbook for Pulp & Paper Technologists by G. A. Smook, 2nd Edition Angus Wilde Publications, 1992, 283 - 286 페이지, 및 US 2007/0277950 참조). 바람직한 적용 방법은 퍼들 사이즈-프레스 또는 로드-계량 사이즈-프레스와 같은 사이즈-프레스이다. 미리 형성된 종이 시트가 사이징 조성물로 침지된 2-롤 닙(nip)을 통과한다.
상기 종이 기판은 합성 또는 목재 및 비-목재 공급원을 포함하는 임의의 섬유성 식물로부터 유래되는 셀룰로오스 섬유의 웹을 함유한다. 바람직하게는, 상기 셀룰로오스 섬유 공급원은 경재(hardwood) 및/또는 연재(softwood)이다. 상기 섬유는 버진 섬유 또는 재활용 섬유, 또는 버진 및 재활용 섬유의 임의의 조합일 수 있다.
상기 종이 기판 내에 함유되는 셀룰로오스 섬유는 예를 들어, Handbook for Pulp & Paper Technologists by G. A. Smook, 2nd Edition Angus Wilde Publications, 1992, Chapters 13 및 15에 각각 기재되는 물리적 및/또는 화학적 방법에 의하여 개질될 수 있다. 상기 셀룰로오스 섬유의 화학적 개질의 일 예는 예를 들어, EP 884,312, EP 899,373, WO 02/055646, WO 2006/061399, WO 2007/017336, WO 2007/143182, US 2006-0185808, 및 US 2007-0193707에 기재되는 광증백제의 첨가이다.
상기 표면 증백 조성물은 20 내지 90℃의 온도에서 상기 광증백제 및 2가 금속염을 표면 사이징제의 미리 형성된 수용액에 첨가함으로써 제조된다. 일 구현예에서, 상기 2가 금속염은 상기 광증백제 전에, 50 내지 70℃의 온도에서 첨가된다.
본 발명의 증백 조성물을 함유하는 종이 기판은 80 이상, 90 이상, 및 95 이상의 ISO 휘도를 포함하는, 임의의 ISO 휘도를 가질 수 있다.
본 발명의 증백 조성물을 함유하는 종이 기판은 130 이상, 146 이상, 150 이상 및 156 이상을 포함하는 임의의 CIE 백색도를 가질 수 있다. 본원의 증백 조성물을 사용함으로써, 예를 들어 170 또는 175 및 심지어 더 높은 CIE 백색도의 매우 높은 백색도의 종이를 제조하는 것이 가능하다. 상기 증백 조성물은 유사한 수준의 광증백제를 함유하는 종래의 표면 증백 조성물과 비교하여 시트의 CIE 백색도를 증진시키는 경향이 있다.
본 발명의 증백 조성물은 유사한 양의 광증백제를 함유하는 종래의 표면 증백 조성물과 비교하여, 그것이 적용되는 시트를 그리닝하는 경향이 적다. 그리닝(greening)은 광증백제의 양이 증가되어도 시트의 백색도가 증가하지 않는, 시트의 포화와 관련되는 현상이다. 그린 경향은 a*-b* 다이어그램(a* 및 b*는 CIE Lab 시스템에서 색상 좌표임)에 의하여 나타내는 바와 같이 측정된다. 따라서, 본 발명의 증백 조성물은 2가 금속염의 존재 하에 더 높은 CIE 백색도 및 ISO 휘도에 도달할 수 있는 능력을 제지업자에 제공한다.
본 발명의 종이 기판은 잉크-젯 인쇄에 적합한 증진된 특성을 나타내면서, 상기 기판은 또한 다목적 및 레이저-제트 인쇄에 사용될 수 있다. 이러한 적용은 커트-사이즈 종이 기판, 및 종이 롤 기판을 필요로 하는 것들을 포함할 수 있다.
본 발명의 종이 기판은 이미지를 함유할 수 있다. 상기 이미지는 염료, 안료 및 토너를 포함하는 임의의 물질로 기판 상에 형성될 수 있다.
이미지가 기판 상에 형성되면, 인쇄 밀도는 1.0 이상, 1.2 이상, 1.4 이상, 1.6 이상인 광학 인쇄 밀도를 포함하는 임의의 광학 인쇄 밀도일 수 있다. 광학 인쇄 밀도의 측정 방법은 EP 1775141에서 찾을 수 있다.
본 발명은 잉크-젯 종이의 표면에 적용될 때 우수한 형광 증백 효과를 제공하는 스틸벤 화합물들의 혼합물에 관한 것이다.
실시예
다음 실시예들은 본 발명을 더욱 상세히 기재할 것이다. 달리 기재하지 않는 한, "부"는 "중량부"를 의미하고 "%"는 "중량%"를 의미한다. "E1 1"은 1 cm 분광 셀 내 약 350 nm의 최대 흡수율에서 측정된 1% 용액의 흡광도를 의미한다.
제조예 1
단계 1: 50.6 부의 아닐린-2,5-디술폰산을 90부의 물에 첨가하고, 약 25℃ 및 약 8 - 9의 pH에서 약 30% 수산화나트륨 용액의 보조로 용해한다. 수득되는 용액을 약 50분의 기간에 걸쳐 54 부의 물, 65 부의 얼음 및 0.1 부의 습윤제 내에 분산된 36.9 부의 염화시아누르산에 첨가한다. 온도를 얼음/수조를 이용하고, 필요하면 반응 혼합물 내로 얼음을 첨가하여, 5℃ 이하로 유지한다. 약 30% 수산화나트륨 용액을 이용하여 pH를 약 4 - 5로 유지한다. 반응 완료시까지 약 0 - 5℃에서 교반을 계속한다 (3 - 4 시간).
단계 2: 37.0 부의 4,4'-0디아미노스틸벤-2,2'-디술폰산을 약 30 분에 걸쳐 첨가한다. 약 30% 수산화나트륨 용액을 이용하여 pH를 약 8 - 9로 유지한다. 결과 생성되는 혼합물을 반응 완료시까지 약 50 - 60℃에서 가열한다 (2 - 3 시간).
단계 3: 다음, 15.3 부의 디이소프로판올아민 및 15.3 부의 L-아스파르트산을 첨가하고, 온도를 약 100℃까지 서서히 올리고, 약 30% 수산화나트륨 용액을 이용하여 pH를 약 8 - 9로 유지하면서 반응 완료시까지 (4 시간) 95 - 100℃로 유지한다. 다음, 온도를 25℃로 낮추고, 반응 혼합물을 여과한다. 상기 용액을 식(9)의 화합물 42부, 식(10)의 화합물 73부 및 식(11)의 화합물 21부를 함유하는 수용액 920부에 E1 1 61.4를 제공하도록 강도 조정한다.
Figure pct00011
Figure pct00012
화합물(9), (10) 및 (11)은 각각 31몰%, 52몰% 및 14몰%의 비율이다.
제조예 2(비교)
WO 2012/013513은 그 청구항 6의 바람직한 조성물을 제조하기 위하여 요구되는 3-[(2-히드록시프로필)아미노]프로피오니트릴의 제조 방법을 개시하고 있지 않으므로, GB 1,313,469의 실시예 1에 제공된 방법을 따른다.
단계 2가 완료될 때까지 제조예 1을 따른다. 다음, 8.6 부의 이소프로판올아민 및 6.1 부의 아크릴로니트릴, 및 15.3 부의 디이소프로판올아민으로부터 제조된 3[(2-히드록시프로필)아미노]프로피오니트릴을 첨가한다. 온도를 약 95℃까지 서서히 올리고, 약 30% 수산화나트륨 용액을 이용하여 pH를 약 8 - 9로 유지하면서 반응 완료시까지 (4 시간) 95 - 98℃로 유지한다. 다음, 온도를 50℃로 낮추고, 반응 혼합물을 여과한다. 상기 용액을 식(9)의 화합물 31부, 식(12)의 화합물 38부, 식(13)의 화합물 23부, 식(14)의 화합물 14부, 식(15)의 화합물 15부, 및 식(16)의 화합물 4부를 함유하는 수용액 920부에 E1 1 61.4를 제공하도록 강도 조정한다.
Figure pct00013
Figure pct00014
화합물 (9), (12), (13), (14), (15) 및 (16)은 각각 24몰%, 31몰%, 18몰%, 11몰%, 12몰% 및 3몰%의 비율이다.
제조예 3
단계 2가 완료될 때까지 제조예 1을 따른다. 다음, 12.2부의 디이소프로판올아민 및 18.4부의 L-아스파르트산을 첨가하고, 온도를 약 100℃까지 서서히 올리고, 약 30% 수산화나트륨 용액을 이용하여 pH를 약 8 - 9로 유지하면서 반응 완료시까지 (4 시간) 95 - 100℃로 유지한다. 다음, 온도를 25℃로 낮추고, 반응 혼합물을 여과한다. 상기 용액을 식(9)의 화합물 29부, 식(10)의 화합물 69부, 및 식(11)의 화합물 39부를 함유하는 수용액 722부에 E1 1 76.6을 제공하도록 강도 조정한다. 화합물 (9), (10) 및 (11)은 각각 22몰%, 51몰% 및 27몰%의 비율이다.
제조예 4
단계 2가 완료될 때까지 제조예 1을 따른다. 다음, 9.2부의 디이소프로판올아민 및 21.4부의 L-아스파르트산을 첨가하고, 온도를 약 100℃까지 서서히 올리고, 약 30% 수산화나트륨 용액을 이용하여 pH를 약 8 - 9로 유지하면서 반응 완료시까지 (4 시간) 95 - 100℃로 유지한다. 다음, 온도를 25℃로 낮추고, 반응 혼합물을 여과한다. 상기 용액을 식(9)의 화합물 17부, 식(10)의 화합물 66부, 및 식(11)의 화합물 57부를 함유하는 수용액 665부에 E1 1 84.7을 제공하도록 강도 조정한다. 화합물 (9), (10) 및 (11)은 각각 12몰%, 48몰% 및 40몰%의 비율이다.
제조예 5
단계 2가 완료될 때까지 제조예 1을 따른다. 다음, 18.4부의 디이소프로판올아민 및 12.2부의 L-아스파르트산을 첨가하고, 온도를 약 100℃까지 서서히 올리고, 약 30% 수산화나트륨 용액을 이용하여 pH를 약 8 - 9로 유지하면서 반응 완료시까지 (4 시간) 95 - 100℃로 유지한다. 다음, 온도를 25℃로 낮추고, 반응 혼합물을 여과한다. 상기 용액을 식(9)의 화합물 52부, 식(10)의 화합물 54부, 및 식(11)의 화합물 17부를 함유하는 수용액 575부에 E1 1 86.5을 제공하도록 강도 조정한다. 화합물 (9), (10) 및 (11)은 각각 43몰%, 43몰% 및 13몰%의 비율이다.
제조예 6
단계 2가 완료될 때까지 제조예 1을 따른다. 다음, 21.4부의 디이소프로판올아민 및 9.2부의 L-아스파르트산을 첨가하고, 온도를 약 100℃까지 서서히 올리고, 약 30% 수산화나트륨 용액을 이용하여 pH를 약 8 - 9로 유지하면서 반응 완료시까지 (4 시간) 95 - 100℃로 유지한다. 다음, 온도를 25℃로 낮추고, 반응 혼합물을 여과한다. 상기 용액을 식(9)의 화합물 77부, 식(10)의 화합물 47부, 및 식(11)의 화합물 56부를 함유하는 수용액 615부에 E1 1 85.9를 제공하도록 강도 조정한다. 화합물 (9), (10) 및 (11)은 각각 43몰%, 26몰% 및 30몰%의 비율이다.
제조예 7
단계 2가 완료될 때까지 제조예 1을 따른다. 다음, 15.3부의 디이소프로판올아민 및 15.3부의 소듐 이미노디아세테이트를 첨가하고, 온도를 약 100℃까지 서서히 올리고, 약 30% 수산화나트륨 용액을 이용하여 pH를 약 8 - 9로 유지하면서 반응 완료시까지 (4 시간) 95 - 100℃로 유지한다. 다음, 온도를 25℃로 낮추고, 반응 혼합물을 여과한다. 상기 용액을 식(9)의 화합물 29부, 식(17)의 화합물 46부 및 식(18)의 화합물 51부를 함유하는 수용액 608부에 E1 1 82.1을 제공하도록 강도 조정한다.
Figure pct00015
Figure pct00016
화합물 (9), (17) 및 (18)은 각각 24몰%, 37몰% 및 39몰%의 비율이다.
제조예 8
단계 2가 완료될 때까지 제조예 1을 따른다. 다음, 15.3부의 디이소프로판올아민 및 15.3부의 L-아스파르트산을 첨가하고, 온도를 약 100℃까지 서서히 올리고, 약 30% 수산화나트륨 용액을 이용하여 pH를 약 8 - 9로 유지하면서 반응 완료시까지 (4 시간) 95 - 100℃로 유지한다. 다음, 온도를 25℃로 낮추고, 반응 혼합물을 여과한다. 상기 용액을 식(11)의 화합물 35부, 식(19)의 화합물 56부, 및 식(20)의 화합물 33부를 함유하는 수용액 586부에 E1 1 84.5을 제공하도록 강도 조정한다.
Figure pct00017
Figure pct00018
화합물 (11),(19) 및 (20)은 각각 27몰%, 45몰% 및 28몰%의 비율이다.
제조예 9
단계 2가 완료될 때까지 제조예 1을 따른다. 다음, 15.3부의 디이소프로판올아민 및 16.9부의 L-글루탐산을 첨가하고, 온도를 약 100℃까지 서서히 올리고, 약 30% 수산화나트륨 용액을 이용하여 pH를 약 8 - 9로 유지하면서 반응 완료시까지 (4 시간) 95 - 100℃로 유지한다. 다음, 온도를 25℃로 낮추고, 반응 혼합물을 여과한다. 상기 용액을 식(9)의 화합물 28부, 식(21)의 화합물 67부 및 식(22)의 화합물 38부를 함유하는 수용액 599부에 E1 1 87.4를 제공하도록 강도 조정한다.
Figure pct00019
화합물 (9), (21) 및 (22)는 각각 22몰%, 50몰% 및 27몰%의 비율이다.
적용예
제조예 1 및 2에 따라 제조된 수용액을 0 내지 40 g/l의 농도 범위로 (약 8.0 g/l의 광학 증백제) 60℃에서 염화칼슘(35 g/l) 및 음이온성 전분(50 g/l) (Penford Starch 260)의 교반된 수용액에 첨가함으로써 표면 증백 조성물을 제조한다. 상기 사이징 용액이 냉각되도록 한 다음, 실험실 사이즈-프레스의 이동 롤러들 사이에 붓고, 상업적 75 g/m2 AKD (알킬 케텐 다이머) 사이징되고 표백된 종이 베이스 시트에 적용한다. 상기 처리된 종이를 편평 베드 건조기 내에서 70℃에서 5 분 동안 건조시킨다.
상기 건조된 종이를 컨디셔닝되도록 한 다음, 보정된 Auto Elrepho 분광광도계 상에서 CIE 백색도에 대하여 측정한다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Conc. OBA at E1 1 61.4
[g/l]
실시예 1 실시예 2 (비교)
CIE
백색도
a* b* CIE
백색도
a* b*
0 100.87 1.092 -2.743 100.87 1.092 -2.743
2.5 108.95 1.479 -4.454 108.39 1.442 -4.344
5.0 115.43 1.757 -5.847 114.31 1.727 -5.599
10.0 123.52 2.117 -7.559 120.56 1.976 -6.951
15.0 128.20 2.263 -8.554 125.64 2.161 -8.013
20.0 131.01 2.329 -9.147 128.41 2.213 -8.613
30.0 133.91 2.343 -9.753 131.23 2.198 -9.181
40.0 135.91 2.235 -10.143 133.23 2.065 -9.571
상기 표 1의 결과는 더 매력적인 더 적색(더 높은 a* 값) 및 더 청색(더 음의 b* 값) 쉐이드를 부가적으로 제공하는 본 발명의 조성물에 의하여 개선된 증백 효과가 제공됨을 분명히 입증한다.

Claims (13)

  1. 식 (3), (4) 및 (5)의 화합물들의 혼합물을 포함하는, 광증백제:
    Figure pct00020

    Figure pct00021

    Figure pct00022

    상기 식에서
    R은 수소 또는 메틸이고;
    Y는 아미노기의 수소 원자가 제거된 천연 또는 비천연(unnatural) 아미노산이고; 및
    M은 수소, 알칼리 금속 양이온, 암모늄, C1-C4 선형 또는 분지형 알킬 라디칼에 의하여 일치환된(monosubstituted), 이치환된(disubstituted) 또는 삼치환된(trisubstituted) 암모늄, C1-C4 선형 또는 분지형 히드록시알킬 라디칼에 의하여 일치환된, 이치환된, 또는 삼치환된 암모늄임.
  2. 식 (4)의 화합물:
    Figure pct00023

    상기 식에서
    R은 수소 또는 메틸이고;
    Y는 아미노기의 수소 원자가 제거된 천연 또는 비천연 아미노산이고; 및
    M은 수소, 알칼리 금속 양이온, 암모늄, C1-C4 선형 또는 분지형 알킬 라디칼에 의하여 일치환된, 이치환된 또는 삼치환된 암모늄, C1-C4 선형 또는 분지형 히드록시알킬 라디칼에 의하여 일치환된, 이치환된, 또는 삼치환된 암모늄임, 및
    선택적으로, 광증백 특성을 가지는 하나 이상의 추가적인 화합물
    을 포함하는 광증백제.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    Y는 아스파르트산, 글루탐산 또는 이미노디아세트산으로부터 유래된, 광증백제.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    Y는 아스파르트산 또는 이미노디아세트산으로부터 유래되고,
    R은 메틸이고, 및
    M은 소듐인, 광증백제.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 식 (3), (4) 및 (5)의 화합물들을 포함하는 광증백제의 제조 방법으로서,
    시아누르산 할라이드를
    a) 자유산, 부분 염 또는 완전한 염 형태의
    식 (6)의 아민
    Figure pct00024
    ,
    b) 자유산, 부분 염 또는 완전한 염 형태의
    식 (7)의 디아민
    Figure pct00025
    , 및
    c) 하나 이상의 천연 또는 비천연 아미노산의 혼합물, 및
    d) 디에탄올아민 또는 디이소프로판올아민 중 하나 이상
    과 단계적으로 반응시키는, 광증백제의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 시아누르산 할라이드의 첫번째 할로겐의 치환은 산성 내지 중성 pH 조건 하에 0 내지 20℃ 범위의 온도에서 수행되고, 상기 시아누르산 할라이드의 두번째 할로겐의 치환은 4 내지 8의 pH에서 약산성 내지 약알칼리성 조건 하에 20 내지 60℃ 범위의 온도에서 수행되고, 상기 시아누르산 할라이드의 세번째 할로겐의 치환은 7 내지 10의 pH에서 약산성 내지 알칼리성 조건 하에 60 내지 102℃ 범위의 온도에서 수행되는, 광증백제의 제조 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    화합물(3)은 5 - 45 몰% 범위로 사용되고, 화합물(4)는 15 - 65 몰% 범위로 사용되고, 화합물 (5)는 5 - 45 몰% 범위로 사용되는, 광증백제의 제조 방법.
  8. 식(4)의 화합물:
    Figure pct00026

    상기 식에서
    R은 수소 또는 메틸이고;
    Y는 아미노기의 수소 원자가 제거된 천연 또는 비천연 아미노산이고; 및
    M은 수소, 알칼리 금속 양이온, 암모늄, C1-C4 선형 또는 분지형 알킬 라디칼에 의하여 일치환된, 이치환된 또는 삼치환된 암모늄, C1-C4 선형 또는 분지형 히드록시알킬 라디칼에 의하여 일치환된, 이치환된, 또는 삼치환된 암모늄임.
  9. 표면 사이징제, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 광증백제, 2가 금속염 및 물을 포함하는 조성물을 종이의 표면 증백을 위해 사용하는, 조성물의 용도.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 표면 증백 조성물 내 광증백제의 농도는 0.2 내지 30 g/l일 수 있는, 표면 증백 조성물의 용도.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 조성물은 폴리비닐알콜을 추가로 포함하는, 표면 증백 조성물의 용도.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    사이즈-프레스, 캘린더-사이즈, 텁-사이즈, 코팅 및 분무 적용에서, 표면 광증백 조성물의 용도.
  13. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 광증백제에 의하여 광학적으로 증백된, 종이.
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