发明领域 本发明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。 背景技术 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。 发明概述 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。 本发明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。用于本发明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 Physical Organic 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.A Comprehensive Collection of the Solvatochromic Parameters，π*，αand βand 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，用于本发明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“Dimroth and Reichardt内铵盐”中，氮阳离子是sp2-杂化的， 阳离子电荷离域到染料中。类似地，该染料中的氧阴离子并不隔离在 sp3氮阳离子上或定域于羧酸盐基团中。很显然，“Dimroth/Reichardt 内铵盐”不满足需要的条件。然而，甜菜碱和以甘氨酸为代表的氨基 酸内盐则同时满足条件a)sp3氮阳离子和b)缔合的羧酸盐阴离子。 另外，下面给出满足和不满足上述定义的铵-N-氧化物 (ammonium-N-oxides)。所示第一实例是吡啶-N-氧化物，具有sp2 氮阳离子，试验时发现它是很差的防卷曲溶剂。第二实例，氧化偶氮 苯，是“氧化的染料”，它也有sp2氮阳离子。氧化偶氮苯和吡啶-N- 氧化物也具有氧阴离子，所述氧阴离子是共轭电子体系的一部分，具 有预料的阴离子电荷离域。氧化偶氮苯，像“Dimroth/Reichardt内铵 盐指示剂染料”那样，不能用作防卷曲溶剂，因为它极性不够。这些 具有sp2-杂化氮阳离子和氧阴离子(具有离域电荷)的物质与铵-N-氧 化物物质的一般结构(以下所示的第三结构)不同，该一般结构具有 “良好”物质所具有的sp3-杂化氮阳离子和具有定域电荷的氧阴离子。 具有这种结构的物质可有效用作防卷曲溶剂。 在这些铵-N-氧化物物质的情况下，理想的“良好”实例具有不是 共轭的Pi电子体系的一部分的sp3-杂化氮阳离子并且阳离子电荷隔离 在氮上。类似地，在该“良好”实例中，氧上的阴离子电荷隔离到氧 上，因为相邻的氮完全饱和。相反，在不理想的“差”实例氧化偶氮 苯和吡啶-N-氧化物中，它们中的氮是sp2-杂化的，而且是共轭的Pi 电子体系的一部分，其中阳离子电荷离域在整个结构中。此外，相邻 原子(氮)是sp2-杂化的事实使氧阴离子共轭/离域到扩展的Pi体系中。 能很好地起到防卷曲剂作用的内盐的非限定性实例包括铵-N-氧化 物部分、甜菜碱类和氨基酸.除起到防卷曲剂作用外，氧阴离子(例 如铵-N-氧化物的氧化物氧和某些氨基酸中的羧酸盐氧)还可起到形成 弱酸缓冲剂的共轭碱的作用.在强酸存在下这些共溶剂还可起到缓冲 剂作用，以在强酸存在下提供实质的酸容量(substantial acid capacity)，这在定影剂中是有用的。这种双重作用可降低定影剂配方 中的化学加料量。 铵-N-氧化物部分是内盐的优选基团。铵-N-氧化物部分的非限定性 实例是：N-甲基吗啉-N-氧化物(MMNO)、N-乙基吗啉-N-氧化物 (EMNO)、N，N-二甲基丁基铵-N-氧化物(DMBANO)和N，N，N-三甲 基铵-N-氧化物(TMANO)。铵-N-氧化物部分具有氧阴离子和与阳离 子氮连接的三个烷基，每个烷基独立地包含最多6个碳。此外，每个 烷基是直链的或支化的，或作为选择，与氮连接的多个烷基可结合在 一起形成一个或多个5-7元环。另外，烷基可用诸如水加溶(water solubilizing)部分的基团取代，或烷基早已与诸如水加溶部分的基团连 接。例如，5或6元环中的一个或多个碳可用氧原子取代，例如吗啉环 中的醚基团。其他实例可包括水加溶基与烷基(直链的、分支的或5 或6元环基)连接而不是取代。该至少一个水加溶部分的非限定性实 例可以是羟基、羰基、酰氨基、砜基、亚砜基、聚乙二醇部分或甚至 其他的铵-N-氧化物。 在铵-N-氧化物部分中，三甲基铵-N-氧化物(TMANO)最优选作 为防卷曲剂。已发现，以重量对重量为基础，在所检测的任何铵-N-氧 化物共溶剂中，它具有最好的防卷曲性质。 还已发现，MMNO和其他铵-N-氧化物共溶剂可以以其共轭酸形 式(N-氧化物阴离子(弱碱)在强酸存在下的质子化)用于缓冲和增 加定影剂载色剂中的酸容量。该“缓冲剂”实际上是铵-N-氧化物与其 质子化形式的混合物，这种质子化形式可通过用强酸(例如非限定性 实例：HCl、硝酸或甲磺酸)降低铵-N-氧化物共溶剂水溶液的pH值来 获得，强酸在N-甲基吗啉-N-氧化物的情况下质子化MMN+O-形成酸 MMN+OH.具有在4-5区域内的共轭酸pKa(酸离解常数的负对数) 的铵-N-氧化物提供pH4-5区域内的缓冲容量。这是在酸性定影剂中使 用该共溶剂时使安全性最大和腐蚀最小的最佳区域。 为了使其防卷曲能力最大，本发明的任何含内盐共溶剂或含内盐 共溶剂的组合可以以至少约10％的水平溶解在水性油墨或定影剂中。 根据内盐共溶剂分子量不同，水性油墨或定影剂中共溶剂的优选含量 为20-25％重量。除溶解度有限的甘氨酸外，共溶剂也可以以高于约 25％重量的水平使用。 本发明的任何含内盐共溶剂也可与其他常规非离子水溶性掺混共 溶剂一起溶解在水溶液中。含内盐共溶剂与非离子水溶性掺混共溶剂 的混合物的总量占水性油墨或定影剂载色剂的至少约10％重量。在优 选实施方案中，这些掺混共溶剂除了是非离子和水溶性的以外，应优 选是可接受H键和/或可给予H键的。这种含内盐共溶剂与一种或多种 掺混共溶剂的组合可实现与同样浓度的单独内盐相当的防卷曲效果。 在更优选实施方案中，采用的非离子、水溶性、可接受H键和/或可给 予H键的传统共溶剂应具有不高于4×10-2mmHg(25℃)的净溶剂蒸 气压。在一个更优选的实施方案中，采用的非离子、水溶性、可接受H 键和/或可给予H键的传统共溶剂应具有不高于1×10-4mmHg(25℃) 的净溶剂蒸气压。在另一个优选实施方案中，水性印刷流体含有5-60％ 所述至少一种含内盐共溶剂与一种或多种掺混共溶剂的混合溶液，并 且该混合溶液中含内盐共溶剂与一种或多种掺混共溶剂的重量比范围 为3∶97-99∶1。 可与含内盐共溶剂混合的常规共溶剂的非限定性实例是喷墨印刷 流体中常用的许多水性共溶剂。这种常规水性共溶剂尤其可包括以下 至少一种：二丙二醇、1，2-己二醇、2-吡咯烷酮、二甘醇、环丁砜、1，5- 戊二醇、四甘醇二甲醚(tetraglyme)、三甘醇、1，6-己二醇、甘油、三 羟甲基丙烷(EHPD)和四甘醇。 在优选实施方案中，本发明的含内盐共溶剂或含内盐共溶剂与常 规共溶剂的混合物占水性油墨或定影剂载色剂的约20％重量-约25％ 重量。用这些共溶剂配制的油墨和定影剂与诸如颜料、表面活性剂和 着色剂的水性喷墨油墨或定影剂中常用的组分相互作用良好。 为了进一步说明本发明，给出以下实施例.当然这些实施例是出 于说明的目的提供，而不构成对本发明范围的限制。 实施例 实施例1 本实施例将铵-N-氧化物和甜菜碱的防卷曲品质与普通共溶剂进行 对比。具体地，用含有15％重量、20％重量和25％重量的以下共溶剂 之一的水性印刷流体在8.5”×11”的Union Camp Great White纸片 (0.75”页边)上喷墨印刷(106pL液滴/300dpi)7”×9.5”的图像：二 甘醇、四甘醇、三羟甲基丙烷(EHPD)、2-吡咯烷酮、N-甲基吗啉-N- 氧化物、N-乙基吗啉-N-氧化物、N，N-二甲基丁基胺-N-氧化物、N，N，N- 三甲基胺-N-氧化物和甜菜碱。为了便于热喷墨印刷和得到均匀图像， 包含以下附加组分：0.75％Tergitol 15S7，表面活性剂；0.05％EDTA， 金属螯合剂；和0.05％酸性红289，痕量品红染料，用于检查图像均匀 性。在平坦表面上于23％相对湿度(RH)下无助力干燥这些印刷品。 印刷72小时后评价每个试样的卷曲。下表1列出了每个试样的卷 曲。在环境干燥下，以mm记录最差的边沿高出平坦表面的卷曲，或 者如果边沿卷起并弯向纸中心，这种卷曲就称为“＞90”。当卷曲像卷 时就用“管”描述。 表1 72小时后的卷曲(mm) 水/无共溶剂/对照 管 ％加入量 15％ 20％ 25％ 二甘醇 管 管 管 四甘醇 ＞90 45 25 EHPD 35 18 14 2-吡咯烷酮 管 管 管 甲基吗啉-N-氧化物 44 25 5 乙基吗啉-N-氧化物 40 20 5 二甲基丁基胺-N-氧化物 48 15 4 三甲基胺-N-氧化物 35 7 1 甜菜碱(N，N，N-三甲铵基乙内盐) 34 25 13 实施例2 本实施例将氨基酸和甜菜碱的防卷曲品质与普通共溶剂进行比 较.具体地，用含有15％重量、20％重量和25％重量的以下共溶剂之 一的水性印刷流体在8.5”×11”的Union Camp Great White纸片上喷墨 印刷(106pL液滴/300dpi)7”×9.5”图像：2-吡咯烷酮、甘油、四甘醇、 1，2-己二醇、吡啶-N-氧化物、甜菜碱、α-甘氨酸、β-氨基丙酸和γ-氨基 丁酸。为了便于热喷墨印刷和得到均匀图像，包含以下附加组分：0.75％ Tergitol 15S7，表面活性剂；0.05％EDTA，金属螯合剂；和0.05％酸 性红289，痕量品红染料，用于检查图像均匀性。在平坦表面上于35％ 相对湿度(RH)下无助力干燥这些印刷品。 印刷72小时后评价每个试样的卷曲。下表2列出了每个试样的卷 曲，以mm记录环境干燥下最差的边沿高出平坦表面的卷曲。“＞90” 指边沿卷曲并弯向纸中心。“管”指卷曲成卷。 表2 72小时后的卷曲(mm) 水对照 管 ％加入量 共溶剂 15％ 20％ 25％ 2-吡咯烷酮 管 管 管 四甘醇 32 36 28 甘油 管 管 管 1，2-己二醇 管 管 管 吡啶-N-氧化物 管 管 管 甜菜碱(N，N，N-三甲铵基乙内盐) 31 10 3 α-甘氨酸 41 31 溶解度 限制 β-氨基丙酸 22 30 10 γ-氨基丁酸 32 26 2 实施例3 收集还含有0.75％Tergitol 15S7、0.05％EDTA和0.05％AR289 染料的水性油墨中N-甲基吗啉-N-氧化物和几种其他共溶剂加入量为 15％、20％或25％时的卷曲数据。将这些相对淡的油墨(低着色剂加 入量)印刷在Union Camp Great White普通纸上.这些共溶剂是：乙 二醇、甲酰胺、二丙二醇、1，2-己二醇、2-吡咯烷酮、二甘醇、环丁砜、 1，5-戊二醇、三甘醇、1，6-己二醇、甘油、三羟甲基丙烷(乙基羟甲基 丙二醇)、四甘醇和N-甲基吗啉-N-氧化物。采集1小时(表3a)和72 小时(表3b)时的数据。净溶剂蒸气压的文献值以mmHg表示(计算 为25℃的)。在无助力环境干燥下，测量成像纸在1小时和33％相对湿 度(RH)下，以及在72小时和43％RH下最差的纸边沿高出平坦表 面的毫米(mm)高度作为卷曲值。“＞90”指边沿卷曲并弯向纸中心。 “管”指卷曲成卷. 以下1小时的数据(表3a)表明在低于约4 ×10-2mmHg的蒸气压 显示1小时卷曲改进，该蒸气压可以是“混合物溶剂”的高蒸气压优 选限值。对72小时的数据(表3b)进行考察表明挥发性更高的共溶剂 随时间带来额外卷曲，并表明更优选的溶剂应具有低于1 ×10-4mmHg 的蒸气压。 表3a 1小时后的卷曲(mm) 净蒸气压 (25℃)mmHg 水对照 25 40 ％加入量 共溶剂 15％ 20％ 25％ ＞4E-2 乙二醇 9.2E-2 管 管 管 甲酰胺 6.1E-2 管 管 管 ＜4E-2 二丙二醇 3.2E-2 50 50 22 1，2-己二醇 2.0E-2 管 55 55 2-吡咯烷酮 1.3E-2 46 40 45 二甘醇 5.6E-3 ＞90deg 53 40 环丁砜 5.1E-3 40 ＞90deg 36 1，5-戊二醇 4.4E-3 40 49 29 三甘醇 1.3E-3 41 31 45 1，6-己二醇 1.0E-3 34 35 22 甘油 1.7E-4 37 40 19 ＜1E-4 三羟甲基丙烷 9.5E-5 43 25 22 四甘醇 6.2E-7 22 24 15 N-甲基吗啉-N-氧化物 内盐 41 27 7 表3b 72小时后的卷曲(mm) 净蒸气压 (25℃)mmHg 水对照 25 管 ％加入量 共溶剂 15％ 20％ 25％ ＞4E-2 乙二醇 9.2E-2 管 管 管 甲酰胺 6.1E-2 管 管 管 ＜4E-2 二丙二醇 3.2E-2 管 管 管 1，2-己二醇 2.0E-2 管 管 管 2-吡咯烷酮 1.3E-2 ＞90deg 管 管 二甘醇 5.6E-3 管 管 管 环丁砜 5.1E-3 ＞90deg 管 管 1，5-戊二醇 4.4E-3 管 管 管 三甘醇 1.3E-4 45 49 45 1，6-己二醇 1.0E-4 48 53 52 甘油 1.7E-4 管 管 管 ＜1E-4 三羟甲基丙烷 9.5E-5 40 22 23 四甘醇 6.2E-7 32 36 38 N-甲基吗啉-N-氧化物 内盐 41 24 6 实施例4 喷墨中常用的定影剂配方含有共溶剂、诸如琥珀酸(SA)的酸化 剂和阳离子聚合物媒染剂。在pH 4使用SA(接近其第一pKa)在定 影剂中提供了实质的酸容量，很像真正的pH缓冲剂。在本试验中，用 MMNO代替定影剂中的共溶剂。 基于MMNO共溶剂的定影剂配方的制备按正常方法进行。最初制 备的MMNO(15％)水溶液为弱碱性。发现MMNO含有痕量的N-甲 基吗啉，“游离胺”杂质，但也发现MMNO为弱碱.MMNO的共轭酸， 即其质子化形式，具有约4.2的测量pKa。因此，加入4％的SA，虽然 其一般会使“简单/未缓冲的”共溶剂的pH值降低到2-3之间的pH值， 但仅将测量的pH值降低到约5.1。弱碱MMNO的缓冲容量限制了pH 值降低到5.1，同时提供了实质的“酸容量”.还使用甲磺酸将MMNO 配方的pH值降低到5.1，并进一步降低到4.0。 除MMNO赋予定影剂配方的缓冲和防卷曲品质外，这些含 MMNO的定影剂配方具有接近于采用普通溶剂的原有定影剂配方的 粘度、开瓶(decap)和飞溅(spit)特征。 实施例5 根据Johnson在US 1144048中描述的方法合成N-乙基吗啉-N-氧 化物。 乙基吗啉的氧化在装有温度计、冷凝器、平衡压力加料漏斗、磁 力搅拌器以及温度控制、加热(加热套)/冷却(冰浴)的500ml三颈 烧瓶中进行。将乙基吗啉(172.6g)放入烧瓶中并加热到70℃。将过 氧化氢(145.7g，35％)放入加料漏斗中。由于氧化在接近70℃时放热， 因此非常小心地调节H2O2的滴加以保持温度在70℃附近。需要偶尔使 用冰浴，使得在加料所需要的约2小时内保持反应不致过热。加料完 成后再使反应混合物在70℃(加热套)保持4小时。然后放置一夜。 然后在旋转蒸发器(0.1mmHg等级的无油泵和阱)上浓缩反应混 合物。虽然在加入丙酮时产物并不沉出，但该物质最终会随时间固化。 加热熔化该产物并用甲苯彻底研制以除去任何游离胺。然后经冷却的 固体在真空烘箱中降压。该固体产物(N-乙基吗啉-N-氧化物)是洁净 的，存在约1/2摩尔水。 实施例6 N，N-二甲基丁基铵-N-氧化物的合成与实施例5中提出的N-乙基吗 啉-N-氧化物的合成实质上相同.将N，N-二甲基丁基胺(151.8g)放入 烧瓶中并在加料漏斗中加入145.7g 35％的H2O2。加料完成并在70℃下 保持2小时后，用无油泵旋转蒸发该混合物。只能非常慢地除去水。 结果收集到的产物为含约18％水的水溶液. 实施例7 在染料基和颜料基水性油墨中，通过在Union Camp Great White 8.5”×11”(普通纸)纸张上以10(9pL)液滴/300dpi印刷7”×9.5”均 匀区域填充图像，测试使具有不同净溶剂蒸气压的常规的极性的、水 溶性共溶剂与两性离子防卷曲共溶剂混合的影响.用2.5％酸性红-52 (AR52)品红(磺基若丹明B)作为染料基油墨的染料着色剂，3.0％ Cabojet 200黑色颜料(来自Cabot，Inc.，Billerica，Massachusetts的 炭黑颜料)作为颜料基油墨的颜料着色剂。这些配方都含0.75％Tergitol 15S7和0.05％Na2EDTA。选择两种防卷曲共溶剂4-氨基丁酸 (AmBuAcid)和N-甲基吗啉-N-氧化物(MMNO)分别作为染料基和 颜料基油墨的共溶剂(15％加入量)。在15％的防卷曲剂加入量下，以 这种水平的防卷曲剂印刷的试样的卷曲未被完全抑制。将含有15％防 卷曲剂+额外共溶剂的油墨的贡献与15％防卷曲对照进行比较。基于 文献数据和相关公式以及25℃的选择温度，计算的额外共溶剂的净溶 剂蒸气压也被列出。(参见Chemical Properties Handbook http:// www.knovel.com/knovel2/Toc.jsp？SpaceID＝10093&BookID＝49)。 表7a列出了采用4-氨基丁酸防卷曲剂的染料基油墨的对比数据。 可见通过使诸如乙二醇(EG)的挥发性共溶剂与该防卷曲共溶剂混合， 实际上使卷曲恶化。一般来说，对于15％防卷曲共溶剂，4-氨基丁酸， 随着混合的10％极性/H键合共溶剂挥发性的降低，卷曲位置得到改 善。对于具有适当低挥发性的共溶剂，例如10％三甘醇，与对照相比， 1小时卷曲在添加剂方案(15％4-氨基丁酸+10％TEG)下得到些许 弱化，在72小时溶剂挥发性的小负面影响变得显著。对于基本上不挥 发的共溶剂，卷曲随着干燥时间延长而增加的现象几乎感觉不到(几 个mm)。 在测量卷曲时，以毫米计的卷曲是环境干燥时最差的纸边沿高出 平坦表面的高度.“＞90”指边沿卷曲并弯向纸中心。“管”指卷曲成 卷。 表7a 含有15％β-氨基丁酸+10％其他共溶剂的染料基油墨 卷曲(mm) 10％其他共溶剂 净蒸气压 (25℃)mmHg 1小时 72小时 无 22 27 10％乙二醇 9.2E-2 28 41 10％2-吡咯烷酮 2.0E-2 14 ＞90 10％三甘醇 1.3E-3 9 27 10％三羟甲基丙烷 9.5E-5 6 10 10％四甘醇 6.2E-7 5 13 10％4-氨基丁酸 内盐 5 7 不含内盐的染料基油墨，仅含10％“其他”共溶剂 卷曲(mm) 10％其他共溶剂 净蒸气压 (25℃)mmHg 1小时 72小时 10％水/对照 2.4E+1 36 39 10％乙二醇 9.2E-2 ＞90 ＞90 10％2-吡咯烷酮 2.0E-2 37 ＞90 10％三甘醇 1.3E-3 26 33 10％三羟甲基丙烷 9.5E-5 18 18 10％四甘醇 6.2E-7 ＞90 40 10％4-氨基丁酸 内盐 31 33 表7b中示出了采用15％N-甲基吗啉-N-氧化物(MMNO)防卷曲 剂的相应CABOJET 200颜料基油墨的对比结果。和染料基油墨系列一 样，加入具有适当低挥发性的共溶剂，三甘醇，得到从1小时的7mm 增加到72小时的18mm的随干燥时间延长增加的卷曲。好像存在一定 的共溶剂的缓慢蒸发和从部分溶胀的纤维素中迁移出来，其将自身表 现为延时的卷曲。 表7b 含有15％N-甲基吗啉-N-氧化物+10％共溶剂的颜料基油墨 卷曲(mm) 10％其他共溶剂 净蒸气压 (25℃)mmHg 1小时 72小时 无 24 24 10％乙二醇 9.2E-2 40 ＞90 10％2-吡咯烷酮 2.0E-2 11 ＞90 10％三甘醇 1.3E-3 7 18 10％三羟甲基丙烷 9.5E-5 10 10 10％四甘醇 6.2E-7 10 13 10％MMNO 内盐 4 5 不含内盐的颜料基油墨，仅含10％“其他”共溶剂 卷曲(mm) 10％其他共溶剂 净蒸气压 (25℃)mmHg 1小时 72小时 10％水 24 ＞90 ＞90 10％乙二醇 9.2E-2 管 管 10％2-吡咯烷酮 2.0E-2 ＞90 ＞90 10％三甘醇 1.3E-3 ＞90 ＞90 10％三羟甲基丙烷 9.5E-5 26 30 10％四甘醇 6.2E-7 40 ＞90 用不同浓度的“相对挥发性的”溶剂乙二醇来测试含有15％4-氨 基丁酸作为防卷曲剂的AR-52染料基油墨，以确定在什么水平乙二醇 的存在会对纸的卷曲产生不利影响。数据示于表7c。对表7c中72小 时数据的核查清楚表明即使乙二醇浓度低至3％也会产生不利影响。 表7c 15％4-氨基丁酸+不同水平乙二醇的卷曲 卷曲(mm) 其他共溶剂 净蒸气压 (25℃)mmHg 1 小时 24 小时 48 小时 72 小时 0％乙二醇 22 23 23 27 3％乙二醇 9.2E-2 29 34 34 36 6％乙二醇 9.2E-2 34 40 42 44 10％乙二醇 9.2E-2 28 37 40 41 15％乙二醇 9.2E-2 ＞90 ＞90 ＞90 管 10％4-氨基丁酸 内盐 5 5 6 7