專利名稱：紡織品數字印花的墨水組成物的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種墨水組成物，特別是有關一種用于紡織品數字印花的墨水組成物，適用于纖維素纖維噴墨印染。
背景技術：
噴墨印花在紡織工業中已使用多年。該方法能夠省去印花網版的制作，因而能夠節省大量成本和時間。尤其對于多變的花樣造型情況，能夠很明顯地在更短的時間內達到所要求的變化。
從應用技術的角度看，這種噴墨印花尤其應當具有最佳特性。在這方面，可提到的特性，如所用墨水組成物的黏度、穩定性、表面張力和流動性。此外，另一方面，對所得到印花布的品質特性提出更高的要求，如在上色力度、固著力、纖維-染料的結合穩定性和耐濕潤牢度等方面。
至于噴墨印花所使用的墨水組成物中，含有水溶性染料或可分散于水的顏料，這些染料或顏料可以是溶解或分散于水中，或者是溶解或分散于一種內含可溶于水的有機溶劑的液體介質中。亦可于墨水組成物中，添加入界面活性劑，以改變墨水的特性，來符合紡織噴墨印花的所需。
美國專利第5,603,756號曾揭示一種紡織品印花的墨水組成物，其包含至少一種反應性染料、一種多元醇與水，其中該墨水還包括一種由反應性染料與多元醇反應的產物；該美國專利第5,603,756號的墨水雖有添加多元醇，但該多元醇是供將反應性染料作部分改質，以符合其所需；再者，因其并未使用合適的組合物，所以其印花布的上色力度及固色率并不佳。
美國專利第6,015,454號曾揭示一種墨水組成物，包含至少一種反應性染料、以及1，2-丙二醇(1，2-propylene glycol)或N-甲基-2-比咯酮(N-methyl-2-pyrrolidone)，該美國專利第6,015,454號改進了噴墨印花布的上色力度及固色率的問題；但儲存安定性、不易阻塞噴口，以及長時間列印的安定性則仍待努力。
發明內容
本發明的目的，在于提供一種紡織品數字印花的墨水組成物，其對于纖維素纖維或其他纖維混合織物的列印，具有許多良好的特性。
本發明的另一目的，在于提供上述墨水組成物用于處理纖維材料。
為實現上述目的，本發明提供的一種用于紡織品數字印花的墨水組成物，包含(a)至少一種反應性染料；(b)水；以及(c)至少一種有機溶劑，該有機溶劑選自包括具有0個一級醇的C4-C6多元醇或具有1個一級醇的C4-C6多元醇。
其中該具有0個一級醇的C4-C6多元醇為2，3-二甲基-2，3-丁二醇(2，3-dimethyl-2，3-butanediol)、2，3-丁二醇(2，3-butanediol)、2，4-戊二醇(2，4-pentanediol)、2，5-己二醇(2，5-hexanediol)、或4-甲基-2，4-戊二醇(hexylene glycol)。
其中該具有1個一級醇的C4-C6多元醇為2-甲基-1，2-丙二醇(2-methyl-1，2-propanediol)、1，2-丁二醇(1，2-butanediol)、1，3-丁二醇(1，3-butanediol)、1，2-戊二醇(1，2-pentanediol)、1，2-己二醇(1，2-hexanediol)或l，3，5，己三醇(hexane-1，3，5-triol)。
其中該具有0個一級醇的C4-C6多元醇為4-甲基-2，4-戊二醇(hexylene glycol)，該具有1個一級醇的C4-C6多元醇為1，3-丁二醇(1，3-butanedol)。
其中該反應性染料，為具有一氯三氮 (monochlorotriazinyl)、β-硫酸根絡乙磺酰(β-sulfatoethylsulfone)或乙烯磺酰(vinylsulfone)衍生染料。其中該反應性染料，為具有一氯三氮 (monochlorotriazinyl)衍生基團染料。
其中該反應性染料，為具有β-硫酸根絡乙磺酰(β-sulfatoethylsulfone)或乙烯磺酰(vinylsulfone)衍生基團染料。
其中該反應性染料，選自包括C.I.反應性紅色3∶1號、C.I.反應性紅色23號、C.I.反應性紅色31號、C.I.反應性紅色24號、C.I.反應性黃色80號、C.I.反應性黃色95號、C.I.反應性藍色15號、C.I.反應性藍色49號、C.I.反應性藍色176號、C.I.反應性桔色12號、C.I.反應性黑色8號、及C.I.反應性黑色5號。
其中該反應性染料含量為5至35重量百分比(wt％)，該水含量為35至94.9重量百分比(wt％)，該有機溶劑含量為0.1至30重量百分比(wt％)。
其中該反應性染料含量為10至30重量百分比(wt％)，該水含量為50至89重量百分比(wt％)，該有機溶劑含量為1至20重量百分比(wt％)。
其中還包含有(d)非離子界面活性劑。
其中該非離子界面活性劑為如下式(II)的乙炔二醇(acetylene glycol)衍生物， 其中n和m的總和介于0至50的整數。
其中n和m的總和為0至20的整數。
其中該非離子界面活性劑含量為0.1至3重量百分比(wt％)。
其中還包含有(e)緩沖物質，該緩沖物質含量為0.1至3重量百分比(wt％)。
其中還包含有(f)殺微生物劑，該殺微生物劑含量為0.01至1重量百分比(wt％)。
本發明提供的一種對纖維素纖維進行的噴墨印花方法，其包括使用上述的墨水組成物處理纖維材料，其中纖維素纖維材料為棉。
具體實施方式
本發明有關一種用于紡織品數字印花的墨水組成物，其包括(a)至少一種反應性染料、(b)水、以及(c)至少一種有機溶劑，該有機溶劑選自包括具有0個一級醇的C4-C6多元醇或具有1個一級醇的C4-C6多元醇。
本發明的有機溶劑，其中該具有0個一級醇的C4-C6多元醇可以為2，3-二甲基-2，3-丁二醇(2，3-dlmethyl，2，3-butanediol)、2，3-丁二醇(2，3-butanediol)、2，4-戊二醇(2，4-pentanediol)、2，5-己二醇(2，5-hexanediol)、或4-甲基-2，4，戊二醇(hexylene glycol)。
本發明的有機溶劑，其中該具有1個一級醇的C4-C6多元醇可以為2-甲基-l，2-丙二醇(2-methyl-1，2-propanediol)、1，2-丁二醇(1，2-butanediol)、1，3-丁二醇(1，3-butanediol)、1，2，戊二醇(1，2-pentanediol)、1，2-己二醇(1，2-hexanediol)或1，3，5-己三醇(hexane-1，3，5-triol)。
本發明的有機溶劑亦可以為上述多元醇的混合例如由4-甲基-2，4-戊二醇(hexylene glycol)與1，3-丁二醇(1，3-butanediol)兩種有機溶劑混合。本發明墨水組成物中的反應性染料為可溶于水，且具有一氯三氮 (monochlorotriazinyl)衍生基團的染料、β-硫酸根絡乙磺酰(β-sulfatoethylsulfone)或乙烯磺酰(vinylsulfone)衍生基團的染料；該反應性染料可以選自顏色索引(Color Index)，其中可進一步舉例如C.I.反應性紅色31號、C.I.反應性紅色23號、C.I.反應性紅色31號、C.I.反應性紅色33號、C.I.反應性紅色24號、C.I.反應性黃色2號、C.I.反應性黃色18號、C.I.反應性黃色80號、C.I.反應性黃色95號、C.I.反應性藍色15號、C.I.反應性藍色5號、C.I.反應性藍色49號、C.I.反應性藍色71號、C.I.反應性藍色176號、C.I.反應性桔色12號、C.I.反應性桔色13號、C.I.反應性黑色8號或C.I.反應性黑色5號。
本發明墨水組成物中的水溶性反應性染料可單獨或混合使用上述染料或上述染料的堿金屬鹽或銨鹽。較佳的，應選擇具有低的含鹽量，也就是說以染料的重量計，反應性染料應當具有低于0.5重量百分比(wt％)的總含鹽量。其中制備所產生的和/或由于后續添加稀釋劑所產生的具有相對高含鹽量的反應性染料可進行脫鹽，例如通過薄膜分離方法，如超濾、逆滲透或透析法。
本發明的墨水組成物，以墨水的總重量計，其中該反應性染料含量為5至35重量百分比(wt％)，該水含量為35至94.9重量百分比(wt％)，該有機溶劑含量為0.1至30重量百分比(wt％)。
本發明的墨水組成物，較佳的，其中該反應性染料含量為10至30重量百分比(wt％)，該水含量為50至89重量百分比(wt％)，該有機溶劑含量為1至20重量百分比(wt％)。
本發明的墨水組成物中，有機溶劑的量視噴嘴的保濕性、列印的穩定性及儲存的安定性而定，溶劑含量為0.1至30重量百分比(wt％)，較佳的為1至20重量百分比(wt％)。
本發明的墨水組成物，其中可還進一步包含有(d)非離子界面活性劑，例如下式(II)的乙炔二醇(acetylene glycol)衍生物，具體舉例如Surfynol 465、Surfynol 485、Surfynol420、Surfynol 104。(Air Products＆Chemicals，Inc.所販售) 其中n和m的總和介于0至50的整數。較佳的，其中n和m的總和為0至20的整數。其中該非離子界面活性劑含量為0.1至3重量百分比(wt％)；較佳的，其中該非離子界面活性劑含量為0.1至1重量百分比(wt％)。
本發明的墨水組成物，其中可還進一步包含有(e)緩沖物質。緩沖物質例如醋酸、醋酸鹽、磷酸、磷酸鹽、硼砂、硼酸鹽或檸檬酸鹽。可實際舉例如醋酸、醋酸鈉、磷酸、磷酸鈉、硼砂、硼酸鈉、四硼酸鈉和檸檬酸鈉。得到例如4至9，較佳4至8，最佳5至7的pH值。以墨水總重量計，緩沖物質的用量較佳為0.1至3重量百分比(wt％)；最佳的，含量為0.1至1重量百分比(wt％)。
本發明的墨水組成物，其中可還進一步包含有(f)殺微生物劑或可以視需要加入其他添加劑，如消泡劑。較佳的，其中該殺微生物劑含量為0.01至1重量百分比(wt％)。添加劑舉例如NUOSEPT(Nudex Inc.，a divisionof Huls Americal所販售)、UCARCIDE(Union Carbide所販售)、VANCIDE(RT Vanderbilt Co.所販售)及PROXEL(ICI Americas所販售)。以墨水總重量計，這些添加劑通常的用量為0.01至1重量百分比(wt％)。
本發明的墨水可用一般公知的方法，將各成份在需要量的水中混合制備。
本發明的墨水組成物，可用于纖維素纖維材料的印花。纖維材料的實例為天然生成的纖維素纖維，例如棉、麻和大麻，以及纖維素和再生纖維。也適用于含羥基纖維的纖維摻混織物印花。
本發明的墨水組成物可以用數字噴墨方式固色于纖維上，特別是壓電(piezoelectric)式或熱泡(thermobubble)式的數字噴墨印花機，進行噴墨印花。
本發明墨水組成物具備優良上色力度、高固著力、儲存安定性、不易阻塞噴口及長時間列印的安定性與準確性。
根據本發明墨水組成物，所噴印獲得的印花布具有良好的綜合性能，例如，它們在酸性和堿性范圍內具有高度的纖維-染料結合穩定性，具有良好的日光牢度，良好的耐濕潤牢度，例如耐水洗牢度、耐水牢度、耐海水牢度、耐交染牢度和耐濕氣牢度，以及具有良好的耐氯牢度、耐摩擦牢度、耐熱壓燙牢度和耐皺褶牢度，以及具有清晰的輪廓和高的上色力度。
以下實例用于說明本發明，本發明的申請專利范圍并不會因此而受限制。若無特別注明，則溫度為攝氏溫度，份數及百分比以重量計。重量份數和體積份數的關系就如同公斤和公升的關系。
實施例1取C.I.反應黃色80號15.4份、4-甲基-2，4-戊二醇(hexylene glycol)5份、SURFYNOLS 465的非離子型的界面活性劑0.5份、Proxel x12殺微生物劑1份、及水78.1份，攪拌混合均勻，可制得墨水組成物。
實施例2至12及比較例1至6重復實施例1的步驟，但改變組成份之比例如表1與表2所示，可制得墨水組成物(見表1與表2)。
比較例7(傳統網版印花法)先將尿素100份、還原防止劑10份、小蘇打20份、海藻酸鈉60份，及溫水810份合計1000份經攪拌可得助劑糊；取3份C.I.反應藍色49號染料灑于上述97份的助劑糊中，并快速攪拌。以100mesh的45度斜紋版印花網版覆蓋在一適當大小的絲光棉斜紋布上，在將色糊刮過，將刮好的布放到65℃烘箱內5分鐘烘干；將烘干好的布放入蒸箱以常壓飽和蒸氣102-105℃蒸處10分鐘。之后，所得到藍色染物先經冷水洗，經沸騰熱水洗10分鐘，經沸騰的非離子清潔劑皂洗10分鐘，再用冷水洗清一次，進行干燥。
比較例8至11重復比較例7的步驟，但分別以下列所示的染料取代C.I.反應藍色49號染料進行網版印花。
列印測試列印耗材前處理先將尿素100份、還原防止劑10份、小蘇打20份、海藻酸鈉60份，及溫水810份合計1000份經攪拌可得前處理液；使用的布材為纖維素、及再生纖維，包括棉、rayon；在本實驗中使用3/1斜紋布。在列印前布材先以滾筒浸軋過如上述的前處理液(PICK-UP70％)，再以100℃的熱風烘干備用。
列印、固色及后處理分別使用熱泡式及壓電式的列表機噴頭作為實驗的機臺；其機型為(1)HP 870C(2)EPSON COLOR 460將實施例1至10所制得墨水分別充填至列印機臺后列印至上述經前處理后的布材上，經50℃×2min的預干后以102-110℃的飽和蒸氣進行8-15min的固色。然后再分別以100℃的清水、及含有洗滌劑的水，水洗后烘干。
測試結果如下所示將上述實施例1至10的數字噴墨墨水組成物以上述的列印程序固色后水洗并烘干，結果整理見表3。
表3中注解1色暈bleeding觀察列印單色色塊5×10cm，邊界是否滲出，及任二色列印交接處是否互滲。
評級標準以目視評判，無上述任一現象發生為優良；反之為較差。
◎優良；×較差。
注解2列印安定性墨水充填后列印至墨水用盡，不斷墨。
評級標準列印時噴口阻塞數目。
0-1個◎優良2-3個△普通4個以上 ×較差注解3低溫貯藏安定性取50c.c.的墨水在低溫(0-5℃)存放觀察三天。
評級標準墨水不析出為優良；反之析出為較差。
◎優良×較差注解4高溫貯藏安定性取50c.c.的墨水在高溫(50℃)下存放觀察三天。
評級標準以浸染方式染色，力度下降幅度。
0-5％◎優良5-10％ △普通10％以上 ×較差表3為本發明的墨水套組在實際列印上的評量結果，其中實施例1、3、5、7及實施例2、4、6、8為使用不同溶劑的兩套墨水組合；實施例9、10則使用不同的染料種類及混合的溶劑組合，由結果可以看出本發明在色暈、列印安定性及貯藏安定性上具備良好性質，可以應用在數字印花上。
將實施例11至12與比較例1至6的數字噴墨墨水組成物以上述的列印程序固色后水洗并烘干，其固色率結果整理見表4。
固色率的算法是采用同面積下固色前后萃取下來的染料UV光譜ABS值來計算，其方法如下固色前布樣4×5cm所萃取下的ABS值為A0固色后布樣4×5cm所萃取下的ABS值為A1固色率＝(1-A1/A0)本實驗所用的布樣為前述經處理過后的3/1斜紋棉布。
表4中注解以比較例7的傳統網版印花固色率作為比較標準。
評級標準固色率較傳統網版印花低0-2％ ◎相當低2-10％△稍差低10％以上 ×較差表4為墨水一般常用的溶劑與本發明的比較，由結果可以看出使用相同的染料在不同的配方組成下，本發明的墨水配方組成在對棉的固色率上有相對優異的結果而且達到與傳統印花相當的程度。
上述實施例1至8與比較例8至11的紡織數字噴墨墨水套組，其固色率及各項牢度測試結果，見表5及表6所示，其中表5為壓電式噴頭所列印出的結果、表6為熱泡式噴頭所列印出的結果。
表5和表6中的注解1、耐磨擦牢度的測試方法是采用AATCC TEST METHOD 8-1988；2、水洗牢度的測試方法是采用AATCC TEST METHOD 61-19893A。
表5及表6中“實施例1、2及比較例8”、“實施例3、4及比較例9”、“實施例5、6及比較例10、”“實施例7、8及比較例11”各組為同一染料不同配方的組成在上述二種常用的數字印花噴頭所得到的列印結果。從數據中可以看出本發明的實施例在固色率上較傳統印花為佳，且在牢度上不論是耐磨擦牢度或水洗牢度皆可達到與傳統印花相當的水準。同樣的在不同染料為組合的實施例中也有同樣優異的結果。
本發明所使用的溶劑雖曾于美國專利第5,603,756號所揭示，但該篇專利所提到的多元醇有機溶劑，并非針對紡織品所適用，而是常用作一般桌上型紙用噴墨印表機中墨水組成，且其主要功效是將反應性染料作部分改質，以符合其所需。由上述各種測試結果顯示本發明所使用的溶劑為特別有用于紡織品數字印花的墨水組成物，以得到具有良好上色力度、高固著力、儲存安定性、不易阻塞噴口及長時間列印的安定性與準確性。可以得到與傳統網版印花相當的固色率及上色力度，同時也兼顧了數字列印該有的特性。由比較例1至6(US5,603,756亦曾揭露的溶劑)使用的溶劑可知，本發明所使用的溶劑為本專利特定用途與效果發明，非一般專業人士所能預測。
表1
表1(續)
表2
表2(續)
表3
表4
表5(壓電式噴頭)
表6(熱泡式噴頭)
權利要求
1．一種用于紡織品數字印花的墨水組成物，包含(a)至少一種反應性染料；(b)水；以及(c)至少一種有機溶劑，該有機溶劑選自包括具有0個一級醇的C4-C6多元醇或具有1個一級醇的C4-C6多元醇。
2．如權利要求1所述的墨水組成物，其特征在于，其中該有機溶劑為具有0個一級醇的C4-C6多元醇。
3．如權利要求1所述的墨水組成物，其特征在于，其中該有機溶劑為具有1個一級醇的C4-C6多元醇。
4．如權利要求2所述的墨水組成物，其特征在于，其中該具有O個一級醇的C4-C6多元醇為2，3-二甲基-2，3-丁二醇(2，3-dimethyl-2，3-butanediol)、2，3-丁二醇(2，3-butanediol)、2，4-戊二醇(2，4-pentanediol)、2，5-己二醇(2，5-hexanediol)、或4-甲基-2，4-戊二醇(hexylene glycol)。
5．如權利要求3所述的墨水組成物，其特征在于，其中該具有1個一級醇的C4-C6多元醇為2-甲基-1，2-丙二醇(2-methyl-1,2-propanediol)、1，2-丁二醇(1，2-butanediol)、1，3-丁二醇(1，3-butanediol)、1，2-戊二醇(1，2-pentanediol)、1，2-己二醇(1，2-hexanediol)或1，3，5，己三醇(hexane-1，3，5-triol)。
6．如權利要求1所述的墨水組成物，其特征在于，其中該具有0個一級醇的C4-C6多元醇為4-甲基-2，4-戊二醇(hexylene glycol)，該具有1個一級醇的C4-C6多元醇為1，3-丁二醇(1，3-butanedol)。
7．如權利要求l所述的墨水組成物，其特征在于，其中該反應性染料，為具有一氯三氮 (monochlorotriazinyl)、β-硫酸根絡乙磺酰(β-sulfatoethylsulfone)或乙烯磺酰(vinylsulfone)衍生染料。
8．如權利要求7所述的墨水組成物，其特征在于，其中該反應性染料，為具有一氯三氮 (monochlorotriazinyl)衍生基團染料。
9．如權利要求7所述的墨水組成物，其特征在于，其中該反應性染料，為具有β-硫酸根絡乙磺酰(β-sulfatoethylsulfone)或乙烯磺酰(vinylsulfone)衍生基團染料。
10.如權利要求1所述的墨水組成物，其特征在于，其中該反應性染料，選自包括C.I.反應性紅色3∶1號、C.I.反應性紅色23號、C.I.反應性紅色31號、C.I.反應性紅色24號、C.I.反應性黃色80號、C.I.反應性黃色95號、C.I.反應性藍色15號、C.I.反應性藍色49號、C.I.反應性藍色176號、C.I.反應性桔色12號、C.I.反應性黑色8號、及C.I.反應性黑色5號。
11.如權利要求1所述的墨水組成物，其特征在于，其中該反應性染料含量為5至35重量百分比(wt％)，該水含量為35至94.9重量百分比(wt％)，該有機溶劑含量為0.1至30重量百分比(wt％)。
12.如權利要求1所述的墨水組成物，其特征在于，其中該反應性染料含量為10至30重量百分比(wt％)，該水含量為50至89重量百分比(wt％)，該有機溶劑含量為1至20重量百分比(wt％)。
13.如權利要求1所述的墨水組成物，其特征在于，其中還進一步包含有(d)非離子界面活性劑。
14.如權利要求13所述的墨水組成物，其特征在于，其中該非離子界面活性劑為如下式(II)的乙炔二醇(acetylene glycol)衍生物， 其中n和m的總和介于0至50的整數。
15.如權利要求14所述的墨水組成物，其特征在于，其中n和m的總和為0至20的整數。
16.如權利要求13所述的墨水組成物，其特征在于，其中該非離子界面活性劑含量為0.1至3重量百分比(wt％)。
17.如權利要求1所述的墨水組成物，其特征在于，其中還包含有(e)緩沖物質。
18.如權利要求17所述的墨水組成物，其特征在于，其中該緩沖物質含量為0.1至3重量百分比(wt％)。
19.如權利要求1所述的墨水組成物，其特征在于，其中還包含有(f)殺微生物劑。
20.如權利要求19所述的墨水組成物，其特征在于，其中該殺微生物劑含量為0.01至1重量百分比(wt％)。
21.一種對纖維素纖維進行的噴墨印花方法，其包括使用如權利要求1所述的墨水組成物處理纖維材料。
22.如權利要求21所述的的方法，其特征在于，其中纖維素纖維材料為棉。
全文摘要
一種紡織品數字印花的墨水組成物，其包括(a)至少一種反應性染料、(b)水、以及(c)至少一種有機溶劑，該有機溶劑選自包括具有0個一級醇的C
文檔編號C09D11/00GK1450126SQ0210581
公開日2003年10月22日 申請日期2002年4月10日 優先權日2002年4月10日
發明者李傳喜, 李建文, 黃泓璋 申請人:臺灣永光化學工業股份有限公司