TW201319177A - 於塗覆施用中供美白和調整色光用之改良性水性組成物 - Google Patents

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Frederic Reveaud
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Andrew Clive Jackson
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本發明關於一種用於光學增亮及調整基材色光之水性塗料組成物，其包含：(a)至少一種式(I)之光學增亮劑□其中該增亮劑上之陰離子電荷被一或多個相同或不同的陽離子之陽離子電荷所平衡，該等陽離子係選自氫、鹼金屬陽離子、鹼土金屬、銨、被C1-C4線性或分支烷基單、二、三或四取代之銨、被C1-C4線性或分支羥烷基單、二、三或四取代之銨、被C1-C4線性或分支烷基及線性或分支羥烷基之混合物二、三或四取代之銨、或者上述化合物之混合物，R1及R1’可以相同或不同，且各自為氫、C1-C4線性或分支烷基、C2-C4線性或分支羥烷基、CH2CO2-、CH2CH2CONH2或CH2CH2CN，R2及R2’可以相同或不同，且各自為C1-C4線性或分支烷基、C2-C4線性或分支羥烷基、CH2CO2-、CH(CO2-)CH2CO2-、CH(CO2-)CH2CH2CO2-、CH2CH2SO3-、CH2CH2CO2-、CH2CH(CH3)CO2-、苯甲基，或者R1及R2和/或R1’及R2’，與相鄰氮原子共同形成嗎啉環，且p為1或2，(b)至少一種式(II)之調整色光用染料□其中R3代表H、甲基或乙基，R4代表對甲氧苯基、甲基或乙基，M代表陽離子，該陽離子係選自氫、鹼金屬陽離子、鹼土金屬、銨、被C1-C4線性或分支烷基單、二、三或四取代之銨、被C1-C4線性或分支羥烷基單、二、三或四取代之銨、被C1-C4線性或分支烷基及線性或分支羥烷基之混合物二、三或四取代之銨、或者上述化合物之混合物，(c)至少一種白色顏料，(d)至少一種主要黏結劑，(e)任意地一或多種次要黏結劑及(f)水。

Description

於塗覆施用中供美白和調整色光用之改良性水性組成物
本發明關於包含二胺基二苯乙烯衍生物之光學增亮劑、調整色光用染料、白色顏料、主要黏結劑及任意地次要黏結劑之水性塗料組成物，其可用於提供高白度及亮度之塗覆基材。
習知塗覆紙之白度及因而彼之吸引力可藉著在塗料組成物中加入光學增亮劑及調整色光用染料來改善。
然而WO 0218705 A1卻教示調整色光用染料之使用雖然對白度有正面影響，但是對亮度卻有負面衝擊。為了解決此問題所以加入更多光學增亮劑，於WO 0218705 A1所主張之優點係以使用含有至少一種直接染料(例如C.I.直接紫35)及至少一種光學增亮劑之混合物為其特徵。
為了滿足塗覆紙高白度及亮度的需求，人們需要更有效之調整色光用組成物。
令人訝異地，我們已發現一種調整色光用染料，其對白度有有益的影響但對亮度只有極少或毫無影響，其可用於包含光學增亮劑、白色顏料、主要黏結劑及任意地次要黏結劑之塗料組成物以使造紙者獲得高白度及亮度。
故而，本發明之目標係在提供一種含有二胺基二苯乙烯衍生物之光學增亮劑、特定的調整色光用染料、白色顏料、主要黏結劑及任意地次要黏結劑之水性塗料組成物， 其能提供更高白度而不會有此技術狀態已知之使用調整色光用染料(亮度損失)或顏料(白度結構較低)特有的缺失。
故而本發明係提供一種用於光學性增亮及調整基材色光之水性塗料組成物，其包含：(a)至少一種式(I)之光學增亮劑 其中該增亮劑上之陰離子電荷被一或多個相同或不同的陽離子之陽離子電荷所平衡，該等陽離子係選自氫、鹼金屬陽離子、鹼土金屬、銨、被C1-C4線性或分支烷基單、二、三或四取代之銨、被C1-C4線性或分支羥烷基單、二、三或四取代之銨、被C1-C4線性或分支烷基及線性或分支羥烷基之混合物二、三或四取代之銨、或者上述化合 物之混合物，R1及R1 ’ 可以相同或不同，且各自為氫、C1-C4線性或分支烷基、C2-C4線性或分支羥烷基、CH2CO2 -、CH2CH2CONH2或CH2CH2CN，R2及R2 ’ 可以相同或不同，且各自為C1-C4線性或分支烷基、C2-C4線性或分支羥烷基、CH2CO2 -、CH(CO2 -)CH2CO2 -、CH(CO2 -)CH2CH2CO2 -、CH2CH2SO3 -、CH2CH2CO2 -、CH2CH(CH3)CO2 -、苯甲基，或者R1及R2 和/或R1 ’及R2 ’，與相鄰氮原子共同形成嗎啉環，且p 為1或2，(b)至少一種式(II)之調整色光用染料 其中R3 代表H、甲基或乙基，R4 代表對甲氧苯基、甲基或乙基， M 代表陽離子，其係選自氫、鹼金屬陽離子、鹼土金屬、銨、被C1-C4線性或分支烷基單、二、三或四取代之銨、被C1-C4線性或分支羥烷基單、二、三或四取代之銨、被C1-C4線性或分支烷基及線性或分支羥烷基之混合物二、三或四取代之銨、或者上述化合物之混合物，(c)至少一種白色顏料，(d)至少一種主要黏結劑，(e)任意地一或多種次要黏結劑及(f)水。
於式(I)化合物中當該p為1時，該CO2 -基團較佳地係位在該苯環之第2或4位置上。
較佳的式(I)化合物為其中：該增亮劑上之陰離子電荷被一或多個相同或不同陽離子之陽離子電荷所平衡，該等陽離子係選自氫、鹼金屬陽離子、鹼土金屬、被C1-C4線性或分支羥烷基單、二、三或四取代之銨、被C1-C4線性或分支烷基及線性或分支羥烷基之混合物二、三或四取代之銨、或者上述化合物之混合物，R1及R1 ’ 可以相同或不同，且各自為氫、C1-C4線性或分支烷基、C2-C4線性或分支羥烷基、CH2CO2 -、CH2CH2CONH2或CH2CH2CN，R2及R2 ’ 可以相同或不同，且各自為C1-C4線性或分 支烷基、C2-C4線性或分支羥烷基、CH2CO2 -、CH(CO2 -)CH2CO2 -或CH2CH2SO3 -，且p 為1或2。
更佳的式(I)化合物為其中：該增亮劑上之陰離子電荷被一或多個相同或不同陽離子之陽離子電荷所平衡，該等陽離子係選自Li+、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、被C1-C4線性或分支羥烷基單、二、三或四取代之銨、被C1-C4線性或分支烷基及線性或分支羥烷基之混合物二、三或四取代之銨、或者上述化合物之混合物，R1及R1 ’ 可以相同或不同，且各自為氫、甲基、乙基、丙基、α-甲基丙基、β-甲基丙基、β-羥乙基、β-羥丙基、CH2CO2 -、CH2CH2CONH2或CH2CH2CN，R2及R2 ’ 可以相同或不同，且各自為甲基、乙基、丙基、α-甲基丙基、β-甲基丙基、β-羥乙基、β-羥丙基、CH2CO2 -、CH(CO2 -)CH2CO2 -或CH2CH2SO3 -，且p 為1或2。
特佳的式(I)化合物為其中：該增亮劑上之陰離子電荷被一或多個相同或不同陽離子之陽離子電荷所平衡，該等陽離子係選自Na+、K+、三乙醇銨、N-羥乙基-N,N-二甲銨、N-羥乙基-N,N-二乙銨、或者上述化合物之混合物， R1及R1 ’ 可以相同或不同，且各自為氫、甲基、乙基、丙基、β-羥乙基、β-羥丙基、CH2CO2 -、CH2CH2CONH2或CH2CH2CN，R2及R2 ’ 可以相同或不同，且各自為乙基、丙基、β-羥乙基、β-羥丙基、CH2CO2 -、CH(CO2 -)CH2CO2 -或CH2CH2SO3 -，且p 為1。
式(I)化合物之用量典型地為0.01至5重量%，較佳地係介於0.05至3重量%，該重量%係基於乾燥白色顏料之總重量。
較佳的式(II)化合物為其中：R3 代表H、甲基或乙基，R4 代表對甲氧苯基、甲基或乙基，M 代表陽離子，其係選自氫、鹼金屬陽離子、鹼土金屬、被C1-C4線性或分支羥烷基單、二、三或四取代之銨、被C1-C4線性或分支烷基及線性或分支羥烷基之混合物二、三或四取代之銨、或者上述化合物之混合物。
更佳的式(II)化合物為其中：R3 代表甲基或乙基，R4 代表甲基或乙基，M 代表陽離子，其係選自Li+、Na+、K+、½ Ca2+、½ Mg2+、被C1-C4線性或分支羥烷基單、二、三或四取代之銨、被C1-C4線性或分支烷基及線性 或分支羥烷基之混合物二、三或四取代之銨、或者上述化合物之混合物。
特佳的式(II)化合物為其中：R3 代表甲基或乙基，R4 代表甲基或乙基，M 代表陽離子，其係選自Na+、K+、三乙醇銨、N-羥乙基-N,N-二甲銨、N-羥乙基-N,N-二乙銨、或者上述化合物之混合物。
式(II)化合物之用量典型地為0.00001至0.05重量%，較佳地係介於0.00005至0.02重量%，該重量%係基於乾燥白色顏料之總重量。
雖然可以製造不含白色顏料之塗料組成物，然而列印用之最佳白色基材係使用包含10至70重量%白色顏料，較佳地為40至60重量%白色顏料(該重量%係基於塗料組成物之總重量)之透明塗料組成物製得。此等白色顏料一般為無機顏料例如矽酸鋁(高嶺土，另外以瓷土之名為人所知)、碳酸鈣(白堊)、二氧化鈦、氫氧化鋁、碳酸鋇、硫酸鋇或硫酸鈣(石膏)。較佳地係使用10至20重量%黏土及30至40重量%白堊之混合物當作白色顏料，該重量%係基於該塗料組成物之總重量。
該等黏結劑可為任何造紙工業製造塗料組成物常用之黏結劑且可由單一黏結劑或者由主要與次要黏結劑之混合物所組成。
該唯一或主要黏結劑較佳地為合成乳膠，典型地為苯 乙烯-丁二烯、醋酸乙烯酯、苯乙烯丙烯酸、乙烯丙烯酸或乙烯醋酸乙烯酯聚合物。較佳的主要黏結劑為乳膠黏結劑。
該唯一或主要黏結劑之用量典型地係介於2至25重量%，較佳地介於4至20重量%，該重量%係基於白色顏料之總重量。
可任意使用之次要黏結劑可為例如澱粉、羧甲基纖維素、酪蛋白、大豆聚合物、聚乙烯醇或以上成份之任一混合物。較佳的可任意使用之次要黏結劑為聚乙烯醇黏結劑。
可任意地用於塗料組成物中當作次要黏結劑之聚乙烯醇較佳地水解度大於或等於60%且布氏黏度(Brookfield viscosity)介於2至80 mPa.s(4%水溶液於20℃下)。更佳地，該聚乙烯醇之水解度大於或等於80%且布氏黏度介於2至40 mPa.s(4%水溶液於20℃下)。
當任意地使用時，該次要黏結劑之用量典型地係介於0.1至20重量%，較佳地介於0.2至8重量%，更佳地介於0.3至6重量%，該重量%係基於白色顏料之總重量。
該塗料組成物之pH值典型地係介於5至13，較佳地介於6至11，更佳地介於7至10。當需要調整該塗料組成物之pH值時，可使用酸或鹼。可採用之酸的實例包括但不限於鹽酸、硫酸、甲酸及乙酸。可採用之鹼的實例包括但不限於鹼金屬及鹼土金屬氫氧化物或碳酸鹽、氨或胺鹽。
該塗料組成物除了含有一或多種式(I)化合物、一或多種式(II)化合物、一或多種白色顏料、一或多種黏結劑、任意地一或多種次要黏結劑及水以外，還可含有製造式(I)化合物及式(II)化合物期間形成之副產物以及其他習知的造紙添加劑。此等添加劑之實例有例如抗凍劑、分散劑、合成或天然增稠劑、載劑(例如聚乙二醇類)、消泡劑、蠟乳液、染料、無機鹽類、溶解助劑、防腐劑、錯合劑、殺生物劑、交聯劑、顏料、特殊樹脂等。
該塗料組成物可藉著將一或多種式(I)化合物及一或多種式(II)化合物加至一或多種黏結劑、任意地一或多種次要黏結劑及一或多種白色顏料之預形成水性分散液中來製得。
一或多種式(I)化合物及一或多種式(II)化合物可用任何順序或同時被加至該一或多種黏結劑、任意地一或多種次要黏結劑及一或多種白色顏料之預形成水性分散液中。
一或多種式(I)化合物、一或多種式(II)化合物及任意地一或多種次要黏結劑可採用固體或預形成水溶液形式被加至一或多種白色顏料之預形成水性分散液中。
本發明進一步提供一種光學增亮及著染紙類基材之方法，其特徵為採用一種含有至少一種光學增亮劑、至少一種特定的調整色光用染料、至少一種白色顏料、至少一種黏結劑及任意地至少一種次要黏結劑之水性塗料組成物。
當以預形成水溶液的形式使用時，該式(I)化合物 於水之濃度較佳地為1至80重量%，更佳地為2至50重量%，再佳地為10至30重量%，該重量%係基於含有該式(I)化合物之預形成水溶液之總重量。
當以預形成水溶液形式使用時，該式(II)化合物於水之濃度較佳地為0.001至30重量%，更佳地為0.01至25重量%，再佳地為0.02至20重量%，該重量%係基於含有該式(II)化合物之預形成水溶液之總重量。
當以預形成水溶液形式使用時，該次要黏結劑於水之濃度較佳地為1至50重量%，更佳地為2至40重量%，再佳地為5至30重量%，該重量%係基於含有該等次要黏結劑之預形成水溶液之總重量。
以下實施例將更詳細地顯示本發明。於目前的應用中，若無其他說明，那麼“份數”意指“重量份數”及“%”意指“重量%”。
製備例1
水溶液(S1)係於室溫及有效攪拌下把157份水緩緩地加到843份含有0.210莫耳/公斤之式(1)化合物之預形成水性混合物中(其係依照WO 2011/033064-A2之實施例1來合成，唯一的不同之處為終溶液經過超濾以除去鹽類及被濃縮成含有0.210莫耳/公斤之式(1)化合物)來製得。所得混合物於室溫攪拌1小時而得到1000份水溶液(S1)，其含有0.177莫耳/公斤之式(1)化合物。生 成之水溶液(S1)具有pH值在8.0到9.0的範圍。
製備例1a
水溶液(S1a)係於室溫及有效攪拌下把2份式(a)化合物及155份水緩緩地加到843份含有0.210莫耳/公斤之式(1)化合物之預形成水性混合物中(其係依照WO 2011/033064-A2之實施例1來合成，唯一的不同之處為終溶液經過超濾以除去鹽類及被濃縮成含有0.210莫耳/公斤之式(1)化合物)來製得。所得混合物於室溫攪拌1小時而得到1000份水性配方液(S1a)，其含有濃度0.2重量%之式(a)化合物(該重量%係基於終水性配方液(S1a)之總重量)及0.177莫耳/公斤之式(1)化合物。生成之水性配方液(S1a)具有pH值介於8.0至9.0。
製備例1b
水溶液(S1b)係於室溫及有效攪拌下把2份式(b)化合物及155份水緩緩地加到843份含有0.210莫耳/公斤之式(1)化合物之預形成水性混合物中(其係依照WO 2011/033064-A2之實施例1來合成，唯一的不同之處為終溶液經過超濾以除去鹽類及被濃縮成含有0.210莫耳/公斤之式(1)化合物)來製得。所得混合物於室溫攪拌1小時而得到1000份水性配方液(S1b)，其含有濃度0.2重量%之式(b)化合物(該重量%係基於終水溶液(S1b)之總重量)及0.177莫耳/公斤之式(1)化合物。生成之水溶液(S1b)具有pH值介於8.0至9.0。
比較例1c
水溶液(S1c)係於室溫及有效攪拌下把18.2份預形成水溶液(其含有11重量% C.I.直接紫35，該重量%係基於該C.I.直接紫35預形成水溶液之總重量)及138.8份水緩緩地加到843份含有0.210莫耳/公斤之式(1)化合物之預形成水性混合物中(其係依照WO 2011/033064-A2之實施例1來合成，唯一的不同之處為終溶液經過超濾以除去鹽類及被濃縮成含有0.210莫耳/公斤之式(I)化合物)來製得。所得混合物於室溫攪拌1小時而得到1000份水溶液(S1c)，其含有濃度0.2重量%之C.I.直接紫35(該重量%係基於終水溶液(S1c)之總重量)及0.177莫耳/公斤之式(1)化合物。生成之水溶液(S1c)具有pH值介於8.0至9.0。
應用例1
製得一塗料組成物，其含有70份白堊(可用商品名Hydrocarb 90從OMYA購得)、30份黏土(可用商品名Kaolin SPS從IMERYS購得)、42.8份水、0.6份分散劑(一種聚丙烯酸鈉鹽，可用商品名Polysalz S從BASF購得)、20份50%乳膠(一種苯乙烯丁二烯共聚物，可用商品名DL 921從Dow購得)及0.8份水解度98-99%及布氏黏度4.0-5.0 mPa.s(4%水溶液於20℃下)之聚乙烯醇。該塗料組成物之固體含量藉由添加水被調整成約65%且用氫氧化鈉把pH值調整成8-9。
依照製備例1、1a及1b及比較例1c製得之水溶液(S1)、(S1a)、(S1b)及(S1c)分別以0到2重量%之濃度範圍(以乾燥固體計為0到0.4重量%之式(1)化合物)被加到經攪拌之塗料組成物中，該重量%係基於乾燥顏料之總重量。
該塗料組成物係使用鋼絲纏繞棒自動塗佈機以標準速度設定及標準棒上負載量施加到商用75 gsm中性膠料(neutral-sized)之白紙基底片上。經塗覆之紙張而後用熱空氣流乾燥5分鐘。接下來該紙張經調理而後用已校準之Elrepho分光白度計測量其CIE白度及亮度。結果分別示於表1a及1b且清楚地顯現出能顯著改善白度而沒有使用調整色光用染料特有之缺失(損失亮度)。
製備例2
水溶液(S2)係於室溫及有效攪拌下把157份水緩緩地加到843份含有0.210莫耳/公斤之式(2)化合物之預形成水性混合物中(其係依照WO 2011/033064-A2之實施例1來合成，唯一的不同之處為使用亞胺二乙酸代替二乙醇胺且終溶液被濃縮成含有0.210莫耳/公斤之式(2)化合物)來製得。所得混合物於室溫攪拌1小時而得到1000份水溶液(S2)，其含有0.177莫耳/公斤之式(2)化合物。生成之水溶液(S2)具有pH值介於8.0至9.0。
製備例2a
水溶液(S2a)係於室溫及有效攪拌下把2份式(a)化合物及155份水緩緩地加到843份含有0.210莫耳/公斤之式(2)化合物之預形成水性混合物中(其係依照WO 2011/033064-A2之實施例1來合成，唯一的不同之處為使用亞胺二乙酸代替二乙醇胺且終溶液被濃縮成含有0.210莫耳/公斤之式(2)化合物)來製得。所得混合物於室溫 攪拌1小時而得到1000份水溶液(S2a)，其含有濃度0.2重量%之式(a)化合物(該重量%係基於終水溶液(S2a)之總重量)及0.177莫耳/公斤之式(2)化合物。生成之水溶液(S2a)具有pH值介於8.0至9.0。
製備例2b
水溶液(S2b)係於室溫及有效攪拌下把2份式(b)化合物及155份水緩緩地加到843份含有0.210莫耳/公斤之式(2)化合物之預形成水性混合物中(其係依照WO 2011/033064-A2之實施例1來合成，唯一的不同之處為使用亞胺二乙酸代替二乙醇胺且終溶液被濃縮成含有0.210莫耳/公斤之式(2)化合物)來製得。所得混合物於室溫攪拌1小時而得到1000份水溶液(S2b)，其含有濃度0.2重量%之式(b)化合物(該重量%係基於終水溶液(S2b)之總重量)及0.177莫耳/公斤之式(2)化合物。生成之水溶液(S2b)具有pH值介於8.0至9.0。
比較例2c
水溶液(S2c)係於室溫及有效攪拌下把18.2份預形成水溶液(其含有11重量% C.I.直接紫35，該重量%係基於該C.I.直接紫35預形成水溶液之總重量)及138.8份水緩緩地加到843份含有0.210莫耳/公斤之式(2)化合物之預形成水性混合物中(其係依照WO 2011/033064-A2之實施例1來合成，唯一的不同之處為使用亞胺二乙酸代替 二乙醇胺且終溶液被濃縮成含有0.210莫耳/公斤之式(2)化合物)來製得。所得混合物於室溫攪拌1小時而得到1000份水溶液(S2c)，其含有濃度0.2重量%之C.I.直接紫35(該重量%係基於終水溶液(S2c)之總重量)及0.177莫耳/公斤之式(2)化合物。生成之水溶液(S2c)具有pH值介於8.0至9.0。
應用例2
製得一塗料組成物，其含有70份白堊(可用商品名Hydrocarb 90從OMYA購得)、30份黏土(可用商品名Kaolin SPS從IMERYS購得)、42.8份水、0.6份分散劑(一種聚丙烯酸鈉鹽，可用商品名Polysalz S從BASF購得)、20份50%乳膠(一種苯乙烯丁二烯共聚物，可用商品名DL 921從Dow購得)及0.8份水解度98-99%及布氏黏度4.0-5.0 mPa.s(4%水溶液於20℃下)之聚乙烯醇。該塗料組成物之固體含量藉由添加水被調整成約65%且用氫氧化鈉把pH值調整成8-9。
依照製備例2、2a及2b及比較例2c製得之水溶液(S2)、(S2a)、(S2b)及(S2c)分別以0至2重量%之濃度範圍(以乾燥固體計為0到0.4重量%之式(2)化合物)被加到經攪拌之塗料組成物中，該重量%係基於乾燥顏料之總重量。
該塗料組成物係使用鋼絲纏繞棒自動塗佈機以標準速度設定及標準棒上負載量施加到商用75 gsm中性膠料 (neutral-sized)之白紙基底片上。經塗覆之紙張而後於熱空氣流乾燥5分鐘。接下來該紙張經調理而後用已校準之Elrepho分光白度計測量其CIE白度及亮度。結果分別示於表2a及2b且清楚地顯現出能顯著改善白度而沒有使用調整色光用染料特有之缺失(損失亮度)。
製備例3
水溶液(S3)係於室溫及有效攪拌下把222.2份水緩緩地加到777.8份含有0.157莫耳/公斤之式(3)化合物之預形成水性混合物中(其係依照WO 2011/033064-A2之實施例1來合成，唯一的不同之處為使用天冬胺酸代替二乙醇胺且終溶液被濃縮成含有0.157莫耳/公斤之式(3)化合物)來製得。所得混合物於室溫攪拌1小時而得到1000份水溶液(S3)，其含有0.122莫耳/公斤之式(3)化合物。生成之水溶液(S3)具有pH值介於8.0至9.0。
製備例3a
水溶液(S3a)係於室溫及有效攪拌下把2份式(a)化合物及220.2份水緩緩地加到777.8份含有0.157莫耳/公斤之式(3)化合物之預形成水性混合物中(其係依照WO 2011/033064-A2之實施例1來合成，唯一的不同之處為使用天冬胺酸代替二乙醇胺且終溶液被濃縮成含有0.157莫耳/公斤之式(3)化合物)來製得。所得混合物於室溫攪拌1小時而得到1000份水溶液(S3a)，其含有濃度0.2重量%之式(a)化合物(該重量%係基於終水溶液(S3a)之總重量)及0.122莫耳/公斤之式(3)化合物。生成之水溶液(S3a)具有pH值介於8.0至9.0。
製備例3b
水溶液(S3b)係於室溫及有效攪拌下把2份式(b)化合物及220.2份水緩緩地加到777.8份含有0.157莫耳/公斤之式(3)化合物之預形成水性混合物中(其係依照 WO 2011/033064-A2之實施例1來合成，唯一的不同之處為使用天冬胺酸代替二乙醇胺且終溶液被濃縮成含有0.157莫耳/公斤之式(3)化合物)來製得。所得混合物於室溫攪拌1小時而得到1000份水溶液(S3b)，其含有濃度0.2重量%之式(b)化合物(該重量%係基於終水溶液(S3b)之總重量)及0.122莫耳/公斤之式(3)化合物。生成之水溶液(S3b)具有pH值介於8.0至9.0。
比較例3c
水溶液(S3c)係於室溫及有效攪拌下把18.2份預形成水溶液(其含有11重量% C.I.直接紫35，該重量%係基於該C.I.直接紫35預形成水溶液之總重量)及204.0份水緩緩地加到777.8份含有0.157莫耳/公斤之式(3)化合物之預形成水性混合物中(其係依照WO 2011/033064-A2之實施例1來合成，唯一的不同之處為使用天冬胺酸代替二乙醇胺且終溶液被濃縮成含有0.157莫耳/公斤之式(3)化合物)來製得。所得混合物於室溫攪拌1小時而得到1000份水溶液(S3c)，其含有濃度0.2重量%之C.I.直接紫35(該重量%係基於終水溶液(S3c)之總重量)及0.122莫耳/公斤之式(3)化合物。生成之水溶液(S3c)具有pH值介於8.0至9.0。
應用例3
製得一塗料組成物，其含有70份白堊(可用商品名 Hydrocarb 90從OMYA購得)、30份黏土(可用商品名Kaolin SPS從IMERYS購得)、42.8份水、0.6份分散劑(一種聚丙烯酸鈉鹽，可用商品名Polysalz S從BASF購得)、20份50%乳膠(一種苯乙烯丁二烯共聚物，可用商品名DL 921從Dow購得)及0.8份水解度98-99%及布氏黏度4.0-5.0 mPa.s(4%水溶液於20℃)之聚乙烯醇。該塗料組成物之固體含量藉由添加水被調整成約65%且用氫氧化鈉把pH值調整成8-9。
依照製備例3、3a及3b及比較例3c製得之水溶液(S3)、(S3a)、(S3b)及(S3c)分別以0到2重量%之濃度範圍(以乾燥固體計為0到0.4重量%之式(3)化合物)被加到經攪拌之塗料組成物中，該重量%係基於乾燥顏料之總重量。
該塗料組成物係使用鋼絲纏繞棒自動塗佈機以標準速度設定及標準棒上負載量施加到商用75 gsm中性膠料(neutral-sized)之白紙基底片上。經塗覆之紙張而後於熱空氣流乾燥5分鐘。接下來將該紙張調理而後用已校準之Elrepho分光白度計測量其CIE白度及亮度。結果分別示於表3a及3b且清楚地顯現出能顯著改善白度而沒有使用調整色光用染料特有之缺失(損失亮度)。
製備例4
水溶液(S4)係於室溫及有效攪拌下把222.2份水緩緩地加到777.8份含有0.157莫耳/公斤之式(4)化合物之預形成水性混合物中(其係依照WO 2011/033064-A2之實施例1來合成，唯一的不同之處為使用二異丙醇胺代替二乙醇胺且終溶液被濃縮成含有0.157莫耳/公斤之式(4)化合物)來製得。所得混合物於室溫攪拌1小時而得到1000份含有0.122莫耳/公斤之式(4)化合物之水溶液(S4)。生成之水溶液(S4)具有pH值介於8.0至9.0。
製備例4a
水溶液(S4a)係於室溫及有效攪拌下把2份式(a)化合物及220.2份水緩緩地加到777.8份含有0.157莫耳/公斤之式(4)化合物之預形成水性混合物中(其係依照WO 2011/033064-A2之實施例1來合成，唯一的不同之處為使用二異丙醇胺代替二乙醇胺且終溶液被濃縮成含有 0.157莫耳/公斤之式(4)化合物)來製得。所得混合物於室溫攪拌1小時而得到1000份水溶液(S4a)，其含有濃度0.2重量%之式(a)化合物(該重量%係基於終水溶液(S4a)之總重量)及0.122莫耳/公斤之式(4)化合物。生成之水溶液(S4a)具有pH值介於8.0至9.0。
製備例4b
水溶液(S4b)係於室溫及有效攪拌下把2份式(b)化合物及220.2份水緩緩地加到777.8份含有0.157莫耳/公斤之式(4)化合物之預形成水性混合物中(其係依照WO 2011/033064-A2之實施例1來合成，唯一的不同之處為使用二異丙醇胺代替二乙醇胺且終溶液被濃縮成含有0.157莫耳/公斤之式(4)化合物)來製得。所得混合物於室溫攪拌1小時而得到1000份水溶液(S4b)，其含有濃度0.2重量%之式(b)化合物(該重量%係基於終水溶液(S4b)之總重量)及0.122莫耳/公斤之式(4)化合物。生成之水溶液(S4b)具有pH值介於8.0至9.0。
比較例4c
水溶液(S4c)係於室溫及有效攪拌下把18.2份預形成水溶液(其含有11重量% C.I.直接紫35，該重量%係基於該C.I.直接紫35預形成水溶液之總重量)及204.0份水緩緩地加到777.8份含有0.157莫耳/公斤之式(4)化合物之預形成水性混合物中(其係依照WO 2011/033064-A2 之實施例1來合成，唯一的不同之處為使用二異丙醇胺代替二乙醇胺且終溶液被濃縮成含有0.157莫耳/公斤之式(4)化合物)來製得。所得混合物於室溫攪拌1小時而得到1000份水溶液(S4c)，其含有濃度0.2重量%之C.I直接紫35(該重量%係基於終水溶液(S4c)之總重量)及0.122莫耳/公斤之式(4)化合物。生成之水溶液(S4c)具有pH值介於8.0至9.0。
應用例4
製得一塗料組成物，其含有70份白堊(可用商品名Hydrocarb 90從OMYA購得)、30份黏土(可用商品名Kaolin SPS從IMERYS購得)、42.8份水、0.6份分散劑(一種聚丙烯酸鈉鹽，可用商品名Polysalz S從BASF購得)、20份50%乳膠(一種苯乙烯丁二烯共聚物，可用商品名DL 921從Dow購得)及0.8份水解度98-99%及布氏黏度4.0-5.0 mPa.s(4%水溶液於20℃)之聚乙烯醇。該塗料組成物之固體含量藉由添加水被調整成約65%且用氫氧化鈉把pH值調整成8-9。
依照製備例4、4a及4b及比較例4c製得之水溶液(S4)、(S4a)、(S4b)及(S4c)分別以0到2重量%之濃度範圍(以乾燥固體計為0至0.4重量%之式(4)化合物)被加到經攪拌之塗料組成物中，該重量%係基於乾燥顏料之總重量。
該塗料組成物然後使用鋼絲纏繞棒自動塗佈機以標準 速度設定及標準棒上負載量施加到商用75 gsm中性膠料(neutral-sized)之白紙基底片上。經塗覆之紙張而後於熱空氣流乾燥5分鐘。接下來將該紙張調理而後用已校準之Elrepho分光白度計測量其CIE白度及亮度。結果分別示於表4a及4b且清楚地顯現出能顯著改善白度而沒有使用調整色光用染料特有之缺失(損失亮度)。

Claims (21)

  1. 一種用於光學增亮及調整基材色光之水性塗料組成物，其包含：(a)至少一種式(I)之光學增亮劑 其中該增亮劑上之陰離子電荷被一或多個相同或不同之陽離子所組成的陽離子電荷所平衡，該等陽離子係選自氫、鹼金屬陽離子、鹼土金屬、銨、被C1-C4線性或分支烷基單、二、三或四取代之銨、被C1-C4線性或分支羥烷基單、二、三或四取代之銨、被C1-C4線性或分支烷基及線性或分支羥烷基之混合物二、三或四取代之銨、或者上述化合物之混合物，R1及R1 ’ 可以相同或不同，且各自為氫、C1-C4線性或分支烷基、C2-C4線性或分支羥烷基、CH2CO2 -、CH2CH2CONH2或CH2CH2CN， R2及R2 ’ 可以相同或不同，且各自為C1-C4線性或分支烷基、C2-C4線性或分支羥烷基、CH2CO2 -、CH(CO2 -)CH2CO2 -、CH(CO2 -)CH2CH2CO2 -、CH2CH2SO3 -、CH2CH2CO2 -、CH2CH(CH3)CO2 -、苯甲基，或者R1及R2 和/或R1 ’及R2 ’，與相鄰氮原子共同形成嗎啉環，且p 為1或2，(b)至少一種式(II)之調整色光用染料 其中R3 代表H、甲基或乙基，R4 代表對甲氧苯基、甲基或乙基，M 代表陽離子，其係選自氫、鹼金屬陽離子、鹼土金屬、銨、被C1-C4線性或分支烷基單、二、三或四取代之銨、被C1-C4線性或分支羥烷基單、二、三或四取代之銨、被C1-C4線性或分支烷基 及線性或分支羥烷基之混合物二、三或四取代之銨、或者上述化合物之混合物，(c)至少一種白色顏料，(d)至少一種主要黏結劑，(e)任意地一或多種次要黏結劑及(f)水。
  2. 如申請專利範圍第1項之水性塗料組成物，其中於該式(I)化合物中p為1，該CO2 -基團係位於苯環之第2或4位置。
  3. 如申請專利範圍第1項之水性塗料組成物，其中於該式(I)化合物中該增亮劑上之陰離子電荷被一或多個相同或不同陽離子所組成之陽離子電荷所平衡，該等陽離子係選自氫、鹼金屬陽離子、鹼土金屬、被C1-C4線性或分支羥烷基單、二、三或四取代之銨、被C1-C4線性或分支烷基及線性或分支羥烷基之混合物二、三或四取代之銨、或者上述化合物之混合物，R1及R1 ’ 可以相同或不同，且各自為氫、C1-C4線性或分支烷基、C2-C4線性或分支羥烷基、CH2CO2 -、CH2CH2CONH2或CH2CH2CN，R2及R2 ’ 可以相同或不同，且各自為C1-C4線性或分支烷基、C2-C4線性或分支羥烷基、CH2CO2 -、CH(CO2 -)CH2CO2 -或CH2CH2SO3 -，且p 為1或2。
  4. 如申請專利範圍第1項之水性塗料組成物，其中於該式(I)化合物中該增亮劑上之陰離子電荷被一或多個相同或不同陽離子所組成之陽離子電荷所平衡，該等陽離子係選自Li+、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、被C1-C4線性或分支羥烷基單、二、三或四取代之銨、被C1-C4線性或分支烷基及線性或分支羥烷基之混合物二、三或四取代之銨、或者上述化合物之混合物，R1及R1 ’ 可以相同或不同，且各自為氫、甲基、乙基、丙基、α-甲基丙基、β-甲基丙基、β-羥乙基、β-羥丙基、CH2CO2 -、CH2CH2CONH2或CH2CH2CN，R2及R2 ’ 可以相同或不同，且各自為甲基、乙基、丙基、α-甲基丙基、β-甲基丙基、β-羥乙基、β-羥丙基、CH2CO2 -、CH(CO2 -)CH2CO2 -或CH2CH2SO3 -，且p 為1或2。
  5. 如申請專利範圍第1項之水性塗料組成物，其中於該式(I)化合物中該增亮劑上之陰離子電荷被一或多個相同或不同陽離子所組成之陽離子電荷所平衡，該等陽離子係選自Na+、K+、三乙醇銨、N-羥乙基-N,N-二甲銨、N-羥乙基-N,N-二乙銨、或者上述化合物之混合物，R1及R1 ’ 可以相同或不同，且各自為氫、甲基、乙基、丙基、β-羥乙基、β-羥丙基、CH2CO2 -、CH2CH2CONH2或CH2CH2CN， R2及R2 ’ 可以相同或不同，且各自為乙基、丙基、β-羥乙基、β-羥丙基、CH2CO2 -、CH(CO2 -)CH2CO2 -或CH2CH2SO3 -，且p 為1。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之水性塗料組成物，其中該式(I)化合物之用量為0.01至5重量%，該重量%係基於乾燥白色顏料之總重量。
  7. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之水性塗料組成物，其中於該式(II)化合物中R3 代表H、甲基或乙基，R4 代表對甲氧苯基、甲基或乙基，M 代表陽離子，其係選自氫、鹼金屬陽離子、鹼土金屬、被C1-C4線性或分支羥烷基單、二、三或四取代之銨、被C1-C4線性或分支烷基及線性或分支羥烷基之混合物二、三或四取代之銨、或者上述化合物之混合物。
  8. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之水性塗料組成物，其中於該式(II)化合物中R3 代表甲基或乙基，R4 代表甲基或乙基，M 代表陽離子，其係選自Li+、Na+、K+、½ Ca2+、½ Mg2+、被C1-C4線性或分支羥烷基單、二、三或四取代之銨、被C1-C4線性或分支烷基及線性或分支羥烷基之混合物二、三或四取代之銨、或 者上述化合物之混合物。
  9. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之水性塗料組成物，其中於式(II)化合物中R3 代表甲基或乙基，R4 代表甲基或乙基，M 代表陽離子，其係選自Na+、K+、三乙醇銨、N-羥乙基-N,N-二甲銨、N-羥乙基-N,N-二乙銨、或者上述化合物之混合物。
  10. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之水性塗料組成物，其中式(II)化合物之用量為0.00001至0.05重量%，該重量%係基於乾燥白色顏料之總重量。
  11. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之水性塗料組成物，其中該塗料組成物包含10至70重量%白色顏料，該重量%係基於該塗料組成物之總重量。
  12. 如申請專利範圍第11項之水性塗料組成物，其中該白色顏料為無機顏料。
  13. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之水性塗料組成物，其中該黏結劑係由單一黏結劑或者主要與次要黏結劑之混合物所組成。
  14. 如申請專利範圍第13項之水性塗料組成物，其中該單一或主要黏結劑之用量係介於2至25重量%，該重量%係基於白色顏料之總重量。
  15. 如申請專利範圍第13項之水性塗料組成物，其中聚乙烯醇被用作次要黏結劑，其水解度係大於或等於60% 且布氏黏度(Brookfield viscosity)介於2至80 mPa.s(4%水溶液於20℃下)。
  16. 如申請專利範圍第13項之水性塗料組成物，其中該次要黏結劑之用量係介於0.1至20重量%，該重量%係基於白色顏料之總重量。
  17. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之水性塗料組成物，其中該塗料組成物之pH值係介於5至13。
  18. 一種如申請專利範圍第1至17項中任一項之水性塗料組成物之用途，其係用於光學增亮及著染紙類基材。
  19. 如申請專利範圍第18項之用途，其中該水性塗料組成物係以預形成水溶液使用，且式(I)化合物於水之濃度較佳地為1至80重量%，該重量%係基於含有該式(I)化合物之該預形成水溶液的總重量。
  20. 如申請專利範圍第18或19項之用途，其中於該預形成水溶液中，該式(II)化合物於水之濃度較佳地為0.001至30重量%，該重量%係基於含有該式(II)化合物之該預形成水溶液的總重量。
  21. 如申請專利範圍第18或19項之用途，其中於該預形成水溶液中，該次要黏結劑於水之濃度為1至50重量%，該重量%係基於含有該次要黏結劑之該預形成水溶液的總重量。
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