专利名称：纺织品数字印花的墨水组成物的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种墨水组成物，特别是有关一种用于纺织品数字印花的墨水组成物，适用于纤维素纤维喷墨印染。
背景技术：
喷墨印花在纺织工业中已使用多年。该方法能够省去印花网版的制作，因而能够节省大量成本和时间。尤其对于多变的花样造型情况，能够很明显地在更短的时间内达到所要求的变化。
从应用技术的角度看，这种喷墨印花尤其应当具有最佳特性。在这方面，可提到的特性，如所用墨水组成物的黏度、稳定性、表面张力和流动性。此外，另一方面，对所得到印花布的品质特性提出更高的要求，如在上色力度、固著力、纤维-染料的结合稳定性和耐湿润牢度等方面。
至于喷墨印花所使用的墨水组成物中，含有水溶性染料或可分散于水的颜料，这些染料或颜料可以是溶解或分散于水中，或者是溶解或分散于一种内含可溶于水的有机溶剂的液体介质中。亦可于墨水组成物中，添加入界面活性剂，以改变墨水的特性，来符合纺织喷墨印花的所需。
美国专利第5,603,756号曾揭示一种纺织品印花的墨水组成物，其包含至少一种反应性染料、一种多元醇与水，其中该墨水还包括一种由反应性染料与多元醇反应的产物；该美国专利第5,603,756号的墨水虽有添加多元醇，但该多元醇是供将反应性染料作部分改质，以符合其所需；再者，因其并未使用合适的组合物，所以其印花布的上色力度及固色率并不佳。
美国专利第6,015,454号曾揭示一种墨水组成物，包含至少一种反应性染料、以及1，2-丙二醇(1，2-propylene glycol)或N-甲基-2-比咯酮(N-methyl-2-pyrrolidone)，该美国专利第6,015,454号改进了喷墨印花布的上色力度及固色率的问题；但储存安定性、不易阻塞喷口，以及长时间列印的安定性则仍待努力。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种纺织品数字印花的墨水组成物，其对于纤维素纤维或其他纤维混合织物的列印，具有许多良好的特性。
本发明的另一目的，在于提供上述墨水组成物用于处理纤维材料。
为实现上述目的，本发明提供的一种用于纺织品数字印花的墨水组成物，包含(a)至少一种反应性染料；(b)水；以及(c)至少一种有机溶剂，该有机溶剂选自包括具有0个一级醇的C4-C6多元醇或具有1个一级醇的C4-C6多元醇。
其中该具有0个一级醇的C4-C6多元醇为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)。
其中该具有1个一级醇的C4-C6多元醇为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)。
其中该具有0个一级醇的C4-C6多元醇为4-甲基-2，4-戊二醇(hexylene glycol)，该具有1个一级醇的C4-C6多元醇为1，3-丁二醇(1，3-butanedol)。
其中该反应性染料，为具有一氯三氮 (monochlorotriazinyl)、β-硫酸根络乙磺酰(β-sulfatoethylsulfone)或乙烯磺酰(vinylsulfone)衍生染料。其中该反应性染料，为具有一氯三氮 (monochlorotriazinyl)衍生基团染料。
其中该反应性染料，为具有β-硫酸根络乙磺酰(β-sulfatoethylsulfone)或乙烯磺酰(vinylsulfone)衍生基团染料。
其中该反应性染料，选自包括C.I.反应性红色3∶1号、C.I.反应性红色23号、C.I.反应性红色31号、C.I.反应性红色24号、C.I.反应性黄色80号、C.I.反应性黄色95号、C.I.反应性蓝色15号、C.I.反应性蓝色49号、C.I.反应性蓝色176号、C.I.反应性桔色12号、C.I.反应性黑色8号、及C.I.反应性黑色5号。
其中该反应性染料含量为5至35重量百分比(wt％)，该水含量为35至94.9重量百分比(wt％)，该有机溶剂含量为0.1至30重量百分比(wt％)。
其中该反应性染料含量为10至30重量百分比(wt％)，该水含量为50至89重量百分比(wt％)，该有机溶剂含量为1至20重量百分比(wt％)。
其中还包含有(d)非离子界面活性剂。
其中该非离子界面活性剂为如下式(II)的乙炔二醇(acetylene glycol)衍生物， 其中n和m的总和介于0至50的整数。
其中n和m的总和为0至20的整数。
其中该非离子界面活性剂含量为0.1至3重量百分比(wt％)。
其中还包含有(e)缓冲物质，该缓冲物质含量为0.1至3重量百分比(wt％)。
其中还包含有(f)杀微生物剂，该杀微生物剂含量为0.01至1重量百分比(wt％)。
本发明提供的一种对纤维素纤维进行的喷墨印花方法，其包括使用上述的墨水组成物处理纤维材料，其中纤维素纤维材料为棉。
具体实施方式
本发明有关一种用于纺织品数字印花的墨水组成物，其包括(a)至少一种反应性染料、(b)水、以及(c)至少一种有机溶剂，该有机溶剂选自包括具有0个一级醇的C4-C6多元醇或具有1个一级醇的C4-C6多元醇。
本发明的有机溶剂，其中该具有0个一级醇的C4-C6多元醇可以为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)。
本发明的有机溶剂，其中该具有1个一级醇的C4-C6多元醇可以为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)。
本发明的有机溶剂亦可以为上述多元醇的混合例如由4-甲基-2，4-戊二醇(hexylene glycol)与1，3-丁二醇(1，3-butanediol)两种有机溶剂混合。本发明墨水组成物中的反应性染料为可溶于水，且具有一氯三氮 (monochlorotriazinyl)衍生基团的染料、β-硫酸根络乙磺酰(β-sulfatoethylsulfone)或乙烯磺酰(vinylsulfone)衍生基团的染料；该反应性染料可以选自颜色索引(Color Index)，其中可进一步举例如C.I.反应性红色31号、C.I.反应性红色23号、C.I.反应性红色31号、C.I.反应性红色33号、C.I.反应性红色24号、C.I.反应性黄色2号、C.I.反应性黄色18号、C.I.反应性黄色80号、C.I.反应性黄色95号、C.I.反应性蓝色15号、C.I.反应性蓝色5号、C.I.反应性蓝色49号、C.I.反应性蓝色71号、C.I.反应性蓝色176号、C.I.反应性桔色12号、C.I.反应性桔色13号、C.I.反应性黑色8号或C.I.反应性黑色5号。
本发明墨水组成物中的水溶性反应性染料可单独或混合使用上述染料或上述染料的碱金属盐或铵盐。较佳的，应选择具有低的含盐量，也就是说以染料的重量计，反应性染料应当具有低于0.5重量百分比(wt％)的总含盐量。其中制备所产生的和/或由于后续添加稀释剂所产生的具有相对高含盐量的反应性染料可进行脱盐，例如通过薄膜分离方法，如超滤、逆渗透或透析法。
本发明的墨水组成物，以墨水的总重量计，其中该反应性染料含量为5至35重量百分比(wt％)，该水含量为35至94.9重量百分比(wt％)，该有机溶剂含量为0.1至30重量百分比(wt％)。
本发明的墨水组成物，较佳的，其中该反应性染料含量为10至30重量百分比(wt％)，该水含量为50至89重量百分比(wt％)，该有机溶剂含量为1至20重量百分比(wt％)。
本发明的墨水组成物中，有机溶剂的量视喷嘴的保湿性、列印的稳定性及储存的安定性而定，溶剂含量为0.1至30重量百分比(wt％)，较佳的为1至20重量百分比(wt％)。
本发明的墨水组成物，其中可还进一步包含有(d)非离子界面活性剂，例如下式(II)的乙炔二醇(acetylene glycol)衍生物，具体举例如Surfynol 465、Surfynol 485、Surfynol420、Surfynol 104。(Air Products＆Chemicals，Inc.所贩售) 其中n和m的总和介于0至50的整数。较佳的，其中n和m的总和为0至20的整数。其中该非离子界面活性剂含量为0.1至3重量百分比(wt％)；较佳的，其中该非离子界面活性剂含量为0.1至1重量百分比(wt％)。
本发明的墨水组成物，其中可还进一步包含有(e)缓冲物质。缓冲物质例如醋酸、醋酸盐、磷酸、磷酸盐、硼砂、硼酸盐或柠檬酸盐。可实际举例如醋酸、醋酸钠、磷酸、磷酸钠、硼砂、硼酸钠、四硼酸钠和柠檬酸钠。得到例如4至9，较佳4至8，最佳5至7的pH值。以墨水总重量计，缓冲物质的用量较佳为0.1至3重量百分比(wt％)；最佳的，含量为0.1至1重量百分比(wt％)。
本发明的墨水组成物，其中可还进一步包含有(f)杀微生物剂或可以视需要加入其他添加剂，如消泡剂。较佳的，其中该杀微生物剂含量为0.01至1重量百分比(wt％)。添加剂举例如NUOSEPT(Nudex Inc.，a divisionof Huls Americal所贩售)、UCARCIDE(Union Carbide所贩售)、VANCIDE(RT Vanderbilt Co.所贩售)及PROXEL(ICI Americas所贩售)。以墨水总重量计，这些添加剂通常的用量为0.01至1重量百分比(wt％)。
本发明的墨水可用一般公知的方法，将各成份在需要量的水中混合制备。
本发明的墨水组成物，可用于纤维素纤维材料的印花。纤维材料的实例为天然生成的纤维素纤维，例如棉、麻和大麻，以及纤维素和再生纤维。也适用于含羟基纤维的纤维掺混织物印花。
本发明的墨水组成物可以用数字喷墨方式固色于纤维上，特别是压电(piezoelectric)式或热泡(thermobubble)式的数字喷墨印花机，进行喷墨印花。
本发明墨水组成物具备优良上色力度、高固著力、储存安定性、不易阻塞喷口及长时间列印的安定性与准确性。
根据本发明墨水组成物，所喷印获得的印花布具有良好的综合性能，例如，它们在酸性和碱性范围内具有高度的纤维-染料结合稳定性，具有良好的日光牢度，良好的耐湿润牢度，例如耐水洗牢度、耐水牢度、耐海水牢度、耐交染牢度和耐湿气牢度，以及具有良好的耐氯牢度、耐摩擦牢度、耐热压烫牢度和耐皱褶牢度，以及具有清晰的轮廓和高的上色力度。
以下实例用于说明本发明，本发明的申请专利范围并不会因此而受限制。若无特别注明，则温度为摄氏温度，份数及百分比以重量计。重量份数和体积份数的关系就如同公斤和公升的关系。
实施例1取C.I.反应黄色80号15.4份、4-甲基-2，4-戊二醇(hexylene glycol)5份、SURFYNOLS 465的非离子型的界面活性剂0.5份、Proxel x12杀微生物剂1份、及水78.1份，搅拌混合均匀，可制得墨水组成物。
实施例2至12及比较例1至6重复实施例1的步骤，但改变组成份之比例如表1与表2所示，可制得墨水组成物(见表1与表2)。
比较例7(传统网版印花法)先将尿素100份、还原防止剂10份、小苏打20份、海藻酸钠60份，及温水810份合计1000份经搅拌可得助剂糊；取3份C.I.反应蓝色49号染料洒于上述97份的助剂糊中，并快速搅拌。以100mesh的45度斜纹版印花网版覆盖在一适当大小的丝光棉斜纹布上，在将色糊刮过，将刮好的布放到65℃烘箱内5分钟烘干；将烘干好的布放入蒸箱以常压饱和蒸气102-105℃蒸处10分钟。之后，所得到蓝色染物先经冷水洗，经沸腾热水洗10分钟，经沸腾的非离子清洁剂皂洗10分钟，再用冷水洗清一次，进行干燥。
比较例8至11重复比较例7的步骤，但分别以下列所示的染料取代C.I.反应蓝色49号染料进行网版印花。
列印测试列印耗材前处理先将尿素100份、还原防止剂10份、小苏打20份、海藻酸钠60份，及温水810份合计1000份经搅拌可得前处理液；使用的布材为纤维素、及再生纤维，包括棉、rayon；在本实验中使用3/1斜纹布。在列印前布材先以滚筒浸轧过如上述的前处理液(PICK-UP70％)，再以100℃的热风烘干备用。
列印、固色及后处理分别使用热泡式及压电式的列表机喷头作为实验的机台；其机型为(1)HP 870C(2)EPSON COLOR 460将实施例1至10所制得墨水分别充填至列印机台后列印至上述经前处理后的布材上，经50℃×2min的预干后以102-110℃的饱和蒸气进行8-15min的固色。然后再分别以100℃的清水、及含有洗涤剂的水，水洗后烘干。
测试结果如下所示将上述实施例1至10的数字喷墨墨水组成物以上述的列印程序固色后水洗并烘干，结果整理见表3。
表3中注解1色晕bleeding观察列印单色色块5×10cm，边界是否渗出，及任二色列印交接处是否互渗。
评级标准以目视评判，无上述任一现象发生为优良；反之为较差。
◎优良；×较差。
注解2列印安定性墨水充填后列印至墨水用尽，不断墨。
评级标准列印时喷口阻塞数目。
0-1个◎优良2-3个△普通4个以上 ×较差注解3低温贮藏安定性取50c.c.的墨水在低温(0-5℃)存放观察三天。
评级标准墨水不析出为优良；反之析出为较差。
◎优良×较差注解4高温贮藏安定性取50c.c.的墨水在高温(50℃)下存放观察三天。
评级标准以浸染方式染色，力度下降幅度。
0-5％◎优良5-10％ △普通10％以上 ×较差表3为本发明的墨水套组在实际列印上的评量结果，其中实施例1、3、5、7及实施例2、4、6、8为使用不同溶剂的两套墨水组合；实施例9、10则使用不同的染料种类及混合的溶剂组合，由结果可以看出本发明在色晕、列印安定性及贮藏安定性上具备良好性质，可以应用在数字印花上。
将实施例11至12与比较例1至6的数字喷墨墨水组成物以上述的列印程序固色后水洗并烘干，其固色率结果整理见表4。
固色率的算法是采用同面积下固色前后萃取下来的染料UV光谱ABS值来计算，其方法如下固色前布样4×5cm所萃取下的ABS值为A0固色后布样4×5cm所萃取下的ABS值为A1固色率＝(1-A1/A0)本实验所用的布样为前述经处理过后的3/1斜纹棉布。
表4中注解以比较例7的传统网版印花固色率作为比较标准。
评级标准固色率较传统网版印花低0-2％ ◎相当低2-10％△稍差低10％以上 ×较差表4为墨水一般常用的溶剂与本发明的比较，由结果可以看出使用相同的染料在不同的配方组成下，本发明的墨水配方组成在对棉的固色率上有相对优异的结果而且达到与传统印花相当的程度。
上述实施例1至8与比较例8至11的纺织数字喷墨墨水套组，其固色率及各项牢度测试结果，见表5及表6所示，其中表5为压电式喷头所列印出的结果、表6为热泡式喷头所列印出的结果。
表5和表6中的注解1、耐磨擦牢度的测试方法是采用AATCC TEST METHOD 8-1988；2、水洗牢度的测试方法是采用AATCC TEST METHOD 61-19893A。
表5及表6中“实施例1、2及比较例8”、“实施例3、4及比较例9”、“实施例5、6及比较例10、”“实施例7、8及比较例11”各组为同一染料不同配方的组成在上述二种常用的数字印花喷头所得到的列印结果。从数据中可以看出本发明的实施例在固色率上较传统印花为佳，且在牢度上不论是耐磨擦牢度或水洗牢度皆可达到与传统印花相当的水准。同样的在不同染料为组合的实施例中也有同样优异的结果。
本发明所使用的溶剂虽曾于美国专利第5,603,756号所揭示，但该篇专利所提到的多元醇有机溶剂，并非针对纺织品所适用，而是常用作一般桌上型纸用喷墨印表机中墨水组成，且其主要功效是将反应性染料作部分改质，以符合其所需。由上述各种测试结果显示本发明所使用的溶剂为特别有用于纺织品数字印花的墨水组成物，以得到具有良好上色力度、高固著力、储存安定性、不易阻塞喷口及长时间列印的安定性与准确性。可以得到与传统网版印花相当的固色率及上色力度，同时也兼顾了数字列印该有的特性。由比较例1至6(US5,603,756亦曾揭露的溶剂)使用的溶剂可知，本发明所使用的溶剂为本专利特定用途与效果发明，非一般专业人士所能预测。
表1
表1(续)
表2
表2(续)
表3
表4
表5(压电式喷头)
表6(热泡式喷头)
权利要求
1．一种用于纺织品数字印花的墨水组成物，包含(a)至少一种反应性染料；(b)水；以及(c)至少一种有机溶剂，该有机溶剂选自包括具有0个一级醇的C4-C6多元醇或具有1个一级醇的C4-C6多元醇。
2．如权利要求1所述的墨水组成物，其特征在于，其中该有机溶剂为具有0个一级醇的C4-C6多元醇。
3．如权利要求1所述的墨水组成物，其特征在于，其中该有机溶剂为具有1个一级醇的C4-C6多元醇。
4．如权利要求2所述的墨水组成物，其特征在于，其中该具有O个一级醇的C4-C6多元醇为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．如权利要求3所述的墨水组成物，其特征在于，其中该具有1个一级醇的C4-C6多元醇为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．如权利要求1所述的墨水组成物，其特征在于，其中该具有0个一级醇的C4-C6多元醇为4-甲基-2，4-戊二醇(hexylene glycol)，该具有1个一级醇的C4-C6多元醇为1，3-丁二醇(1，3-butanedol)。
7．如权利要求l所述的墨水组成物，其特征在于，其中该反应性染料，为具有一氯三氮 (monochlorotriazinyl)、β-硫酸根络乙磺酰(β-sulfatoethylsulfone)或乙烯磺酰(vinylsulfone)衍生染料。
8．如权利要求7所述的墨水组成物，其特征在于，其中该反应性染料，为具有一氯三氮 (monochlorotriazinyl)衍生基团染料。
9．如权利要求7所述的墨水组成物，其特征在于，其中该反应性染料，为具有β-硫酸根络乙磺酰(β-sulfatoethylsulfone)或乙烯磺酰(vinylsulfone)衍生基团染料。
10.如权利要求1所述的墨水组成物，其特征在于，其中该反应性染料，选自包括C.I.反应性红色3∶1号、C.I.反应性红色23号、C.I.反应性红色31号、C.I.反应性红色24号、C.I.反应性黄色80号、C.I.反应性黄色95号、C.I.反应性蓝色15号、C.I.反应性蓝色49号、C.I.反应性蓝色176号、C.I.反应性桔色12号、C.I.反应性黑色8号、及C.I.反应性黑色5号。
11.如权利要求1所述的墨水组成物，其特征在于，其中该反应性染料含量为5至35重量百分比(wt％)，该水含量为35至94.9重量百分比(wt％)，该有机溶剂含量为0.1至30重量百分比(wt％)。
12.如权利要求1所述的墨水组成物，其特征在于，其中该反应性染料含量为10至30重量百分比(wt％)，该水含量为50至89重量百分比(wt％)，该有机溶剂含量为1至20重量百分比(wt％)。
13.如权利要求1所述的墨水组成物，其特征在于，其中还进一步包含有(d)非离子界面活性剂。
14.如权利要求13所述的墨水组成物，其特征在于，其中该非离子界面活性剂为如下式(II)的乙炔二醇(acetylene glycol)衍生物， 其中n和m的总和介于0至50的整数。
15.如权利要求14所述的墨水组成物，其特征在于，其中n和m的总和为0至20的整数。
16.如权利要求13所述的墨水组成物，其特征在于，其中该非离子界面活性剂含量为0.1至3重量百分比(wt％)。
17.如权利要求1所述的墨水组成物，其特征在于，其中还包含有(e)缓冲物质。
18.如权利要求17所述的墨水组成物，其特征在于，其中该缓冲物质含量为0.1至3重量百分比(wt％)。
19.如权利要求1所述的墨水组成物，其特征在于，其中还包含有(f)杀微生物剂。
20.如权利要求19所述的墨水组成物，其特征在于，其中该杀微生物剂含量为0.01至1重量百分比(wt％)。
21.一种对纤维素纤维进行的喷墨印花方法，其包括使用如权利要求1所述的墨水组成物处理纤维材料。
22.如权利要求21所述的的方法，其特征在于，其中纤维素纤维材料为棉。
全文摘要
一种纺织品数字印花的墨水组成物，其包括(a)至少一种反应性染料、(b)水、以及(c)至少一种有机溶剂，该有机溶剂选自包括具有0个一级醇的C
文档编号C09D11/00GK1450126SQ0210581
公开日2003年10月22日 申请日期2002年4月10日 优先权日2002年4月10日
发明者李传喜, 李建文, 黄泓璋 申请人:台湾永光化学工业股份有限公司