DE19930858A1 - Verfahren zum Bedrucken von textilen Fasermaterialien nach dem Tintenstrahldruck-Verfahren - Google Patents

Verfahren zum Bedrucken von textilen Fasermaterialien nach dem Tintenstrahldruck-Verfahren

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DE19930858A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedrucken von textilen Fasermaterialien nach dem Tintenstrahldruck-Verfahren mit einer wässrigen Tinte, welche mindestens einen Reaktivfarbstoff enthält, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass nach dem Bedrucken eine Fixierung des bedruckten Fasermaterials mittels Ultraviolett-, Infrarot- oder Mikrowellenstrahlung oder durch Trockenhitze erfolgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedrucken von textilen Fasermaterialien nach dem Tintenstrahldruck-Verfahren.
Tintenstrahldruck-Verfahren werden bereits seit einigen Jahren in der Textilindustrie angewendet. Diese Verfahren ermöglichen es, auf die sonst übliche Herstellung einer Druckschablone zu verzichten, so dass erhebliche Kosten- und Zeiteinsparungen erzielt werden können. Insbesondere bei der Herstellung von Mustervorlagen kann innerhalb deutlich geringerer Zeit auf veränderte Bedürfnisse reagiert werden.
Entsprechende Tintenstrahldruck-Verfahren sollten insbesondere optimale anwendungstechnische Eigenschaften aufweisen. Zu erwähnen seien in diesem Zusammenhang Eigenschaften wie die Viskosität, Stabilität, Oberflächenspannung und Leitfähigkeit der verwendeten Tinten. Ferner werden erhöhte Anforderungen an die Qualität der erhaltenen Drucke gestellt, wie z. B. bezüglich Farbstärke, Faser-Farbstoff- Bindungsstabilität sowie Naßechtheitseigenschaften. Von den bekannten Verfahren werden diese Anforderungen nicht in allen Eigenschaften erfüllt, so dass weiterhin ein Bedarf nach neuen Verfahren für den textilen Tintenstrahldruck besteht.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Bedrucken von textilen Fasermaterialien nach dem Tintenstrahldruck-Verfahren mit einer wässrigen Tinte, welche mindestens einen Reaktivfarbstoff enthält, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Bedrucken eine Fixierung des bedruckten Fasermaterials mittels Ultraviolett-, Infrarot- oder Mikrowellenstrahlung oder durch Trockenhitze erfolgt.
Bei den Reaktivfarbstoffen handelt es sich z. B. um Farbstoffe aus der Gruppe der Monoazo-, Disazo-, Polyazo-, Metallkomplexazo-, Anthrachinon-, Phthalocyanin-, Formazan- oder Dioxazinfarbstoffe, welche mindestens eine Reaktivgruppe enthalten. Vorzugsweise enthalten diese Farbstoffe zudem mindestens eine Sulfogruppe.
Unter Reaktivgruppen versteht man gegenüber Fasern reaktionsfähige Reste, die in der Lage sind, mit den Hydroxylgruppen der Cellulose, den Amino-, Carboxyl-, Hydroxyl- und Mercaptogruppen der Wolle oder Seide oder mit den Amino- oder gegebenenfalls den Carboxylgruppen synthetischer Polyamide unter Bildung chemischer kovalenter Bindungen zu reagieren. Die Reaktivgruppen sind in der Regel mit dem Farbstoffrest direkt oder über ein Brückenelement verknüpft. Als Reaktivgruppen sind z. B. solche geeignet, die mindestens einen von einem aliphatischen, aromatischen oder heterocyclischen Rest abspaltbaren Substituenten aufweisen, oder jene, bei denen diese Reste einen zur Reaktion mit dem Fasermaterial geeigneten Rest aufweisen, wie z. B. einen Halogentriazinyl-, Halogenpyrimidinyl- oder Vinylrest.
Als aliphatische Reaktivgruppen kommen z. B. solche der folgenden Formeln in Betracht:
worin W eine Gruppe der Formel -SO2-NR1, -CONR1- oder -NR1CO- ist,
R1 Wasserstoff, unsubstituiertes oder durch Hydroxy, Sulfo, Sulfato, Carboxy oder Cyano substituiertes C1-C4-Alkyl oder ein Rest der Formel
R Wasserstoff, Hydroxy, Sulfo, Sulfato, Carboxy, Cyano, Halogen, C1-C4-Alkoxycarbonyl, C1- C4-Alkanoyloxy, Carbamoyl oder die Gruppe -SO2-Z ist,
Z Vinyl oder einen Rest -CH2-CH2-U1 bedeutet und U1 eine Abgangsgruppe ist,
Y ein Rest der Formel -CH(Hal)-CH2-Hal oder -C(Hal)=CH2 und Hal Halogen bedeutet,
E der Rest -O- oder -N(R2)- ist,
R2 Wasserstoff oder C1-C4-Alkyl,
alkylen und alkylen' unabhängig voneinander C1-C6-Alkylen, und
arylen einen unsubstituierten oder durch Sulfo, Carboxy, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy oder Halogen substituierten Phenylen- oder Naphthylenrest bedeutet.
Als aliphatische Reaktivgruppen sind solche der Formeln (1a) bis (1d), insbesondere solche der Formeln (1a) bis (1c) und vorzugsweise solche der Formel (1a) bevorzugt.
Als heterocyclische Reaktivreste kommen vorzugsweise 1,3,5-Triazinreste der Formel
in Betracht, worin
R3 Wasserstoff oder unsubstituiertes oder durch Carboxy, Cyano, Hydroxy, Sulfo oder Sulfato substituiertes C1-C4-Alkyl,
X eine als Anion abspaltbare Gruppe ist und
V einen Rest der Formel
bedeutet, worin R, R1, R3, E, W, Z, Y, alkylen, alkylen' und arylen die oben angegebenen Bedeutungen haben und t 0 oder 1 ist.
Bei der Abgangsgruppe U1 handelt es sich z. B. um -Cl, -Br, -F, -OSO3H, -SSO3H, -OCO-CH3, -OPO3H2, -OCO-C6H5, -OSO2-C1-C4-Alkyl oder -OSO2-N(C1-C4-Alkyl)2. Bevorzugt ist U1 eine Gruppe der Formel -Cl, -OSO3H, -SSO3H, -OCO-CH3, -OCO-C6H5 oder -OPO3H2, insbesondere -Cl oder -OSO3H und besonders bevorzugt -OSO3H.
Bei alkylen und alkylen' handelt es sich unabhängig voneinander z. B. um einen Methylen-, Äthylen-, 1,3-Propylen-, 1,4-Butylen-, 1,5-Pentylen- oder 1,6-Hexylenrest oder deren verzweigte Isomere.
Bevorzugt stehen alkylen und alkylen' für einen C1-C4-Alkylenrest und insbesondere bevorzugt für einen Äthylenrest.
R bedeutet bevorzugt Wasserstoff oder die Gruppe -SO2-Z, wobei für Z die zuvor angegebenen Bedeutungen und Bevorzugungen gelten. Besonders bevorzugt steht R für Wasserstoff.
R1 ist vorzugsweise Wasserstoff, C1-C4-Alkyl oder eine Gruppe -alkylen-SO2-Z, worin alkylen und Z jeweils die zuvor angegebenen Bedeutungen haben. Besonders bevorzugt ist R1 Wasserstoff oder C1-C4-Alkyl, insbesondere Wasserstoff.
R3 ist vorzugsweise Wasserstoff oder ein C1-C4-Alkylrest und insbesondere bevorzugt Wasserstoff.
Arylen ist vorzugsweise ein 1,3- oder 1,4-Phenylenrest, der unsubstituiert oder z. B. durch Sulfo, Methyl, Methoxy oder Carboxy substituiert ist.
E steht vorzugsweise für -NH- und insbesondere bevorzugt für -O-.
W bedeutet bevorzugt eine Gruppe der Formel -NHCO- oder insbesondere -CONH-.
X steht z. B. für Fluor, Chlor, Brom, Sulfo, C1-C4-Alkylsulfonyl oder Phenylsulfonyl und bevorzugt für Chlor oder insbesondere Fluor.
Hal bedeutet vorzugsweise Chlor oder Brom, insbesondere Brom.
Weitere interessante Reaktivgruppen sind solche der Formel (2), worin V eine als Anion abspaltbare Gruppe ist oder insbesondere einen nicht-reaktiven Substituenten bedeutet.
Bedeutet V eine als Anion abspaltbare Gruppe, so handelt es sich hierbei z. B. um Fluor, Chlor, Brom, Sulfo, C1-C4-Alkylsulfonyl oder Phenylsulfonyl und bevorzugt um Chlor oder insbesondere Fluor.
Steht V für einen nicht-reaktiven Substituenten, so kann dies z. B. ein Hydroxy-, C1-C4- Alkoxy-, C1-C4-Alkylthio-, Amino-, N-C1-C4-Alkylamino- oder N,N-Di-C1-C4-Alkylamino-, wobei das Alkyl gegebenenfalls z. B. durch Sulfo, Sulfato, Hydroxy, Hydroxyäthoxy, Carboxy oder Phenyl substituiert ist, Cyclohexylamino-, Morpholino-, oder N-C1-C4-Alkyl-N-phenylamino- oder Phenylamino- oder Naphthylaminorest, wobei das Phenyl oder Naphthyl gegebenenfalls z. B. durch C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, Carboxy, Sulfo oder Halogen substituiert ist, sein.
Beispiele für geeignete nicht-reaktive Substituenten V sind Amino, Methylamino, Äthylamino, β-Hydroxyäthylamino, N,N-Di-β-Hydroxyäthylamino, β-Sulfoäthylamino, Cyclohexylamino, Morpholino, o-, m- oder p-Chlorphenylamino, o-, m- oder p-Methylphenylamino, o-, m- oder p-Methoxyphenylamino, o-, m- oder p-Sulfophenylamino, Disulfophenylamino, o- Carboxyphenylamino, 1- oder 2-Naphthylamino, 1-Sulfo-2-naphthylamino, 4,8-Disulfo-2- naphthylamino, N-Äthyl-N-phenylamino, N-Methyl-N-phenylamino, Methoxy, Äthoxy, n- oder iso-Propoxy sowie Hydroxy.
Als nicht-reaktiver Substituent hat V vorzugsweise die Bedeutung Amino, N-C1-C4- Alkylamino, das im Alkylteil unsubstituiert oder durch Hydroxy, Hydroxyäthoxy, Sulfato oder Sulfo substituiert ist, Morpholino, Phenylamino oder N-C1-C4-Alkyl-N-phenylamino, worin das Phenyl jeweils unsubstituiert oder durch Sulfo, Carboxy, Methyl oder Methoxy substituiert ist.
Besonders bevorzugt sind die Bedeutungen als N-C1-C4-Alkylamino, das im Alkylteil unsubstituiert oder durch Hydroxy, Hydroxyäthoxy, Sulfato oder Sulfo substituiert ist, sowie als Phenylamino oder N-C1-C4-Alkyl-N-phenylamino, worin das Phenyl jeweils unsubstituiert oder durch Sulfo, Carboxy, Methyl oder Methoxy substituiert ist.
Als Reste der Formeln (3a) bis (3f) sind hier und im folgenden solche der Formeln (3a) bis (3d), insbesondere solche der Formeln (3b) und (3d) bevorzugt.
Als heterocyclische Reaktivreste der Formel (2) sind solche bevorzugt, worin X Fluor oder Chlor, insbesondere Fluor, ist und V einen Rest der Formeln (3a) bis (3f) darstellt.
Bevorzugt sind ferner Reaktivreste der Formel (2), worin X Fluor oder Chlor, insbesondere Chlor, ist und V Amino, im Alkylteil durch Hydroxyäthoxy substituiertes N-C1-C4-Alkylamino, oder gegebenenfalls durch C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, Carboxy, Halogen oder insbesondere Sulfo substituiertes Phenylamino oder N-C1-C4-Alkyl-N-phenylamino ist. Vorzugsweise sind die Phenylreste unsubstituiert oder durch Sulfo substituiert. Von besonderer Bedeutung sind hierbei Amino sowie im Phenylrest unsubstituiertes oder durch Sulfo substituiertes Phenylamino oder N-C1-C4-Alkyl-N-phenylamino.
Von Interesse als heterocyclische Reaktivreste sind ferner solche der Formel
worin einer der Reste X1 eine als Anion abspaltbare Gruppe ist und der andere Rest X1 die für V als nicht-reaktiven Substituenten angegebenen Bedeutungen und Bevorzugungen hat oder ein Rest der Formeln (3a) bis (3f) oder eine als Anion abspaltbare Gruppe ist,
X2 ein negativer Substituent ist und
R3 unabhängig die oben angegebene Bedeutung hat.
Bei dem als Anion abspaltbaren Rest X1 handelt es sich bevorzugt um Chlor oder insbesondere Fluor. Beispiele für geeignete Reste X2 sind Nitro, Cyan, C1-C4-Alkylsulfonyl, Carboxy, Chlor, Hydroxy, C1-C4-Alkoxysulfonyl, C1-C4-Alkylsulfinyl, C1-C4-Alkoxycarbonyl oder C2-C4-Alkanoyl, wobei die Bedeutungen Chlor, Cyano und Methylsulfonyl, insbesondere Chlor, für X2 bevorzugt sind. Besonders bevorzugt bedeutet mindestens einer der Reste X1 Fluor oder einen Rest der Formeln (3a) bis (3f). Ganz besonders bevorzugt bedeutet einer der Reste X1 Fluor und der andere Rest X1 Fluor oder Chlor, wobei für X2 die oben angegebenen Bedeutungen und Bevorzugungen gelten.
Von besonderem Interesse sind Reaktivgruppen der Formel (1a) oder (2), wobei die angegebenen Bevorzugungen gelten.
Die Reaktivfarbstoffe können neben den Reaktivgruppen an ihrem Grundgerüst die bei organischen Farbstoffen üblichen Substituenten gebunden enthalten.
Als Beispiele für solche Substituenten der Reaktivfarbstoffe seien genannt:
Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Methyl, Aethyl, Propyl, Isopropyl oder Butyl, wobei die Alkylreste z. B. durch Hydroxyl, Sulfo oder Sulfato weiter substituiert sein können; Alkoxygruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Methoxy, Aethoxy, Propoxy, Isopropoxy oder Butoxy, wobei die Alkylreste z. B. durch Hydroxyl, Sulfo oder Sulfato weitersubstituiert sein können; gegebenenfalls durch C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, Halogen, Carboxy oder Sulfo substituiertes Phenyl; Acylaminogruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, insbesondere solche Alkanoylaminogruppen, wie z. B. Acetylamino oder Propionylamino; gegebenenfalls im Phenylring durch C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, Halogen oder Sulfo substituiertes Benzoylamino; gegebenenfalls im Phenylring durch C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, Halogen oder Sulfo substituiertes Phenylamino; N,N-Di-β-hydroxyäthylamino; N,N-Di-β-sulfatoäthylamino; Sulfobenzylamino; N,N-Disulfobenzylamino; Alkoxycarbonyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkoxyrest, wie Methoxycarbonyl oder Aethoxycarbonyl; Alkylsulfonyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Methylsulfonyl oder Aethylsulfonyl; Trifluormethyl; Nitro; Amino; Cyano; Halogen, wie Fluor, Chlor oder Brom; Carbamoyl; N-Alkylcarbamoyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, wie N-Methylcarbamoyl oder N-Aethylcarbamoyl; Sulfamoyl; N-Mono- oder N,N-Dialkylsulfamoyl mit jeweils 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie N- Methylsulfamoyl, N-Aethylsulfamoyl, N-Propylsulfamoyl, N-Isopropylsulfamoyl oder N- Butylsulfamoyl, wobei die Alkylreste z. B. durch Hydroxy oder Sulfo weitersubstituiert sein können; N-(β-Hydroxyäthyl)-sulfamoyl; N,N-Di-(β-hydroxyäthyl)-sulfamoyl; gegebenenfalls durch C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, Halogen, Carboxy oder Sulfo substituiertes N- Phenylsulfamoyl; Ureido; Hydroxy; Carboxy; Sulfomethyl oder Sulfo. Die Reaktivfarbstoffe enthalten vorzugsweise mindestens eine Sulfo- oder Sulfatogruppe, insbesondere 1 bis 6 solcher Gruppen und vorzugsweise 2 bis 6 solcher Gruppen.
Als Reaktivfarbstoffe kommen z. B. solche der Formel
A1-U (5)
in Betracht, worin A1 der Rest eines Monoazo-, Disazo-, Polyazo-, Metallkomplexazo-, Anthrachinon-, Phthalocyanin-, Formazan- oder Dioxazinfarbstoffes und U ein Reaktivrest ist, wobei hier und im folgenden für die Reaktivreste U insbesondere die oben angegebenen Bedeutungen und Bevorzugungen gelten. Der Rest A, kann zudem eine oder mehrere weitere, gleiche oder voneinander verschiedene, Reaktivgruppen U enthalten. Die Gesamtzahl der Reaktivgruppen in den Farbstoffen ist bevorzugt 1 bis 3, vorzugsweise 1 oder 2 und insbesondere 2. Vorzugsweise ist U ein Reaktivrest der obigen Formel (1a) oder (2).
Als Reaktivfarbstoffe kommen ferner z. B. solche der Formel
in Betracht, worin
R4, R5, R6 und R7 unabhängig voneinander Wasserstoff oder gegebenenfalls substituiertes C1-C4-Alkyl,
X1' und X2' Halogen sind,
B1 ein aromatisches oder aliphatisches Brückenglied ist oder der Rest der Formel -N(R5)-B1-N(R6)- einen Piperazinrest darstellt, und
A2 und A3 unabhängig voneinander die oben für A1 angegebenen Bedeutungen haben.
Die Reste R4, R5, R6 und R7 sind als Alkylreste geradkettig oder verzweigt. Die Alkylreste können weitersubstituiert sein, z. B. durch Hydroxy, Sulfo, Sulfato, Cyano oder Carboxy. Als Beispiele seien die folgenden Reste genannt: Methyl, Aethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, sek.-Butyl oder tert.-Butyl, sowie die entsprechenden durch Hydroxy, Sulfo, Sulfato, Cyano oder Carboxy substituierten Reste. Als Substituenten sind Hydroxy, Sulfo oder Sulfato, insbesondere Hydroxy oder Sulfato und vorzugsweise Hydroxy bevorzugt.
Bevorzugt sind R4, R5, R6 und R7 Wasserstoff oder C1-C4-Alkyl, insbesondere Wasserstoff.
X1' und X2' sind vorzugsweise unabhängig voneinander Chlor oder Fluor, insbesondere Fluor.
Als aliphatisches Brückenglied ist B1 z. B. ein C2-C12-Alkylenrest, insbesondere ein C2-C6-Alkylenrest, welcher durch 1, 2 oder 3 Glieder aus der Gruppe -NH-, -N(CH3)- oder insbesondere -O- unterbrochen sein kann und unsubstituiert oder durch Hydroxy, Sulfo, Sulfato, Cyano oder Carboxy substituiert ist. Als Substituenten der für B1 genannten Alkylenreste sind Hydroxy, Sulfo oder Sulfato, insbesondere Hydroxy, bevorzugt.
Als aliphatische Brückenglieder kommen für B1 weiterhin z. B. C5-C9-Cycloalkylenreste, wie insbesondere Cyclohexylenreste, in Betracht. Die genannten Cycloalkylenreste können gegebenenfalls durch C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, C2-C4-Alkanoylamino, Sulfo, Halogen oder Carboxy, insbesondere durch C1-C4-Alkyl, substituiert sein. Als aliphatische Brückenglieder seien für B1 ferner gegebenenfalls im Cyclohexylenring durch C1-C4-Alkyl substituierte Methylen-cyclohexylen-methylenreste genannt.
Für den Rest der Formel -N(R5)-B1-N(R6)- kommt als Piperazinrest z. B. ein Rest der Formel
in Betracht.
Als aromatisches Brückenglied ist B1 z. B. gegebenenfalls durch C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, C2-C4-Alkanoylamino, Sulfo, Halogen oder Carboxy substituiertes C1-C6-Alkylenphenylen oder Phenylen oder ein Rest der Formel
worin die Benzolringe I und II gegebenenfalls durch C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, C2-C4- Alkanoylamino, Sulfo, Halogen oder Carboxy substituiert sind und L die direkte Bindung oder ein C2-C10-Alkylenrest ist, welcher durch 1, 2 oder 3 Sauerstoffatome unterbrochen sein kann, oder L ein Brückenglied der Formel -CH=CH-, -N=N-, -NH-, -CO-, -NH-CO-, -NH-CO-NH-, -O-, -S- oder -SO2- ist. Als aromatisches Brückenglied ist B1, bevorzugt Phenylen, welches wie oben angegeben substituiert sein kann. Vorzugsweise sind die für B1 genannten aromatischen Brückenglieder unsubstituiert oder duch Sulfo substituiert.
Bevorzugt ist B1 ein C2-C12-Alkylenrest, welcher durch 1, 2 oder 3 Glieder aus der Gruppe -NH-, -N(CH3)- oder -O- unterbrochen sein kann und unsubstituiert oder durch Hydroxy, Sulfo, Sulfato, Cyano oder Carboxy substituiert ist; oder
ein gegebenenfalls durch C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, C2-C4-Alkanoylamino, Sulfo, Halogen oder Carboxy substituierter C5-C9-Cycloalkylenrest, C1-C6-Alkylenphenylenrest oder Phenylenrest;
oder B1 ist ein Rest der Formel (7), worin die Benzolringe I und II gegebenenfalls durch C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, C2-C4-Alkanoylamino, Sulfo, Halogen oder Carboxy substituiert sind und L die direkte Bindung oder ein C2-C10-Alkylenrest ist, welcher durch 1, 2 oder 3 Sauerstoffatome unterbrochen sein kann, oder L ein Brückenglied der Formel -CH=CH-, -N=N-, -NH-, -CO-, -NH-CO-, -NH-CO-NH-, -O-, -S- oder -SO2- ist;
oder der Rest der Formel -N(R5)-B1-N(R6)- ist ein Piperazinrest der Formel
Besonders bevorzugt ist B1 ein C2-C12-Alkylenrest, welcher durch 1, 2 oder 3 Glieder -O­ unterbrochen sein kann und unsubstituiert oder durch Hydroxy, Sulfo, Sulfato, Cyano oder Carboxy substituiert ist, oder
ein gegebenenfalls durch C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, C2-C4-Alkanoylamino, Sulfo, Halogen oder Carboxy substituierter Phenylenrest.
Ganz besonders bevorzugt ist B1 ein C2-C12-Alkylenrest, insbesondere ein C2-C6-Alkylenrest, welcher durch 1, 2 oder 3 Glieder -O- unterbrochen sein kann und unsubstituiert oder durch Hydroxy substituiert ist.
Von besonderer Bedeutung als Reste B1 sind C2-C6-Alkylenreste, insbesondere 1,3-Propylen und 1,2-Aethylen.
Von besonderem Interesse als Reaktivfarbstoffe der Formel (6) sind solche, worin X1' und X2' Fluor bedeuten.
Als Monoazo-, Polyazo- oder Metallkomplexazofarbstoffreste kommen für A1, A2 und A3 vorzugsweise die folgenden in Betracht:
Mono- oder Disazofarbstoffreste der Formel
D-N=N-(M-N=N)u-K- (8) oder
-D-N=N-(M-N=N)u-K (9),
worin D der Rest einer Diazokomponente der Benzol- oder Naphthalinreihe, M der Rest einer Mittelkomponente der Benzol- oder Naphthalinreihe, K der Rest einer Kupplungskomponente der Benzol-, Naphthalin-, Pyrazolon-, 6-Hydroxypyridon-(2)- oder Acetessigsäurearylamid-Reihe und u die Zahl 0 oder 1 ist, wobei D, M und K bei Azofarbstoffen übliche Substituenten, z. B. gegebenenfalls durch Hydroxy, Sulfo oder Sulfato weitersubstituiertes C1-C4-Alkyl oder C1-C4-Alkoxy, Halogen, Carboxy, Sulfo, Nitro, Cyan, Trifluormethyl, Sulfamoyl, Carbamoyl, Amino, Ureido, Hydroxy, Carboxy, Sulfomethyl, C2-C4- Alkanoylamino, gegebenenfalls im Phenylring durch C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, Halogen oder Sulfo substituiertes Benzoylamino, gegebenenfalls durch C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, Halogen, Carboxy oder Sulfo substituiertes Phenyl, sowie faserreaktive Reste tragen können. Ferner kommen noch die von den Farbstoffen der Formeln (8) und (9) abgeleiteten Metallkomplexe in Betracht, wobei es sich insbesondere um 1 : 1-Kupferkomplexazofarbstoffe der Benzol- oder Naphthalinreihe handelt, worin das Kupferatom an je eine metallisierbare Gruppe, wie z. B. eine Hydroxygruppe, beidseitig in ortho-Stellung zur Azobrücke gebunden ist. Tragen die Farbstoffreste der Formel (8) oder (9) einen Reaktivrest, so gelten für diesen die oben angegebenen Bedeutungen und Bevorzugungen.
Bei den Farbstoffresten der Formeln (8) und (9) handelt es sich bevorzugt um solche der Formeln
worin (R8)0-3 für 0 bis 3 gleiche oder verschiedene Substituenten aus der Gruppe C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, C2-C4-Alkanoylamino, Ureido, Sulfamoyl, Carbamoyl, Sulfomethyl, Halogen, Nitro, Cyan, Trifluormethyl, Amino, Hydroxy, Carboxy und Sulfo steht, (R9)0-2 für 0 bis 2 gleiche oder verschiedene Substituenten aus der Gruppe Hydroxy, Amino, N-Mono-C1-C4-alkylamino, N,N-Di-C1-C4-alkylamino, C2-C4-Alkanoylamino und Benzoylamino steht und
(U)0-2 für 0 bis 2 gleiche oder verschiedene Reaktivgruppen steht;
worin (R9)0-2 und (U)0-2 die oben angegebenen Bedeutungen haben;
worin (R10)0-3 und (R11)0-3 unabhängig voneinander für 0 bis 3 gleiche oder verschiedene Substituenten aus der Gruppe C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, Halogen, Carboxy und Sulfo stehen und (U)0-2 die oben angegebenen Bedeutungen hat;
worin R12 und R14 unabhängig voneinander Wasserstoff, C1-C4-Alkyl oder Phenyl, und
R13 Wasserstoff, Cyano, Carbamoyl oder Sulfomethyl ist;
worin (R16)0-3 für 0 bis 3 gleiche oder verschiedene Substituenten aus der Gruppe C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, Halogen, Amino, Carboxy und Sulfo steht,
(R15)0-3 und (R17)0-3 unabhängig voneinander die oben für (R8)0-3 angegebenen Bedeutungen haben, und
(U)0-2 die oben angegebenen Bedeutungen hat;
worin (R15)0-3, (R17)0-3 und (U)0-2 die oben angegebenen Bedeutungen haben und (R18)0-2 für 0 bis 2 gleiche oder verschiedene Substituenten aus der Gruppe C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, Halogen, Carboxy, Sulfo, Hydroxy, Amino, N-Mono-C1-C4-alkylamino, N,N-Di-C1-C4-alkylamino, C2-C4-Alkanoylamino und Benzoylamino steht.
Als Rest eines Formazanfarbstoffs kommen für A1, A2 und A3 z. B. solche der Formel
in Betracht, worin (U)0-2 die oben angegebenen Bedeutungen hat und die Benzolkerne keine weiteren Substituenten enthalten oder durch C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, C1-C4-Alkylsulfonyl, Halogen oder Carboxy weitersubstituiert sind.
Als Rest eines Phthalocyaninfarbstoffs kommen für A1, A2 und A3 z. B. solche der Formel
in Betracht, worin Pc der Rest eines Metallphthalocyanins, insbesondere der Rest eines Kupfer- oder Nickelphthalocyanins, ist,
W' -OH und/oder -NR20R20',
R20 und R20' unabhängig voneinander Wasserstoff oder gegebenenfalls durch Hydroxy oder Sulfo substituiertes C1-C4-Alkyl,
R19 Wasserstoff oder C1-C4-Alkyl,
A ein gegebenenfalls durch C1-C4-Alkyl, Halogen, Carboxy oder Sulfo substituierter Phenylenrest oder ein C2-C6-Alkylenrest und
k 1 bis 3 ist.
Als Rest eines Dioxazinfarbstoffs kommen für A1, A2 und A3 z. B. solche der Formel
in Betracht, worin A' ein gegebenenfalls durch C1-C4-Alkyl, Halogen, Carboxy oder Sulfo substituierter Phenylenrest oder ein C2-C6-Alkylenrest ist,
r, s, v und v' unabhängig voneinander je die Zahl 0 oder 1 bedeuten und
Z die zuvor angegebene Bedeutung hat.
Als Rest eines Anthrachinonfarbstoffs kommen für A1, A2 und A3 z. B. solche der Formel
in Betracht, worin G einen unsubstituierten oder durch C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, Halogen, Carboxy oder Sulfo substituierten Phenylenrest oder einen Cyclohexylen-, Phenylenmethylen- oder C2-C6-Alkylenrest bedeutet.
Die obigen Farbstoffreste der Formeln (10a) bis (10f) und (11) bis (14) enthalten bevorzugt jeweils mindestens eine Sulfogruppe, insbesondere 1 bis 4 Sulfogruppen und vorzugsweise 1 bis 3 Sulfogruppen.
Als Reaktivreste U kommen insbesondere die oben genannten Reaktivreste in Betracht, wobei die obigen Bevorzugungen gelten.
Bevorzugt sind Farbstoffreste der Formeln (10a) bis (10f), (12) und (14), insbesondere der Formeln (10a) bis (10f) und (14) und vorzugsweise solche der Formeln (10a) bis (10f).
Von besonderer Bedeutung sind Reaktivfarbstoffe der Formel
worin
Z und Z' unabhängig voneinander Vinyl oder ein Rest der Formel -CH2-CH2-OSO3H sind, B1 und B2 einen C2-C6-Alkylenrest, insbesondere 1,3-Propylen oder 1,2-Aethylen bedeuten, und CuPhC ein Kupferphthalocyaninrest ist. Bevorzugt ist hierbei B1 1,3-Propylen und B2 1,2-Aethylen. Z ist hierbei bevorzugt Vinyl und für Z' ist die Bedeutung als Rest der Formel -CH2-CH2-OSO3H bevorzugt.
Die genannten Reaktivfarbstoffe sind bekannt oder können in Analogie zu bekannten Herstellungsverfahren, wie Diazotierungs-, Kupplungs-, Additions- und Kondensations­ reaktionen, erhalten werden.
Die in den Tinten verwendeten Reaktivfarbstoffe sollten vorzugsweise salzarm sein, d. h. einen Gesamtgehalt an Salzen von weniger als 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Farbstoffe, enthalten. Reaktivfarbstoffe, die, bedingt durch ihre Herstellung und/oder die nachträgliche Zugabe von Coupagemitteln grössere Salzgehalte aufweisen, können z. B. durch Membrantrennverfahren, wie Ultrafiltration, Umkehrosmose oder Dialyse, entsalzt werden.
Die Tinten enthalten bevorzugt einen Gesamtgehalt an Reaktivfarbstoffen von 1 bis 35 Gew.-%, insbesondere 1 bis 30 Gew.-% und vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte. Als untere Grenze ist hierbei eine Grenze von 2,5 Gew.-%, insbesondere 5 Gew.-% und vorzugsweise 10 Gew.-%, bevorzugt.
Bevorzugt sind für das erfindungsgemässe Verfahren solche Tinten, welche eine Viskosität von 1 bis 40 mPa.s (Millipascalsekunde), insbesondere 1 bis 20 mPa.s und vorzugsweise 1 bis 10 mPa.s aufweisen. Von besonderer Bedeutung sind Tinten, welche eine Viskosität von 2 bis 5 mPa.s aufweisen. Ferner sind Tinten von Bedeutung, welche eine Viskosität von 10 bis 30 mPa.s aufweisen.
Die Tinten können, u. a. zwecks Einstellung der Viskosität, Verdickungsmittel natürlicher oder synthetischer Herkunft enthalten.
Als Beispiele für Verdickungsmittel seien handelsübliche Alginatverdickungen, Stärkeether oder Johannisbrotkernmehlether, insbesondere Natriumalginat für sich allein oder im Gemisch mit modifizierter Cellulose, insbesondere mit vorzugsweise 20 bis 25 Gewichtsprozent Carboxymethylcellulose, genannt. Als synthetische Verdickungsmittel seien ferner z. B. solche auf Basis von Poly(meth)acrylsäuren oder Poly(meth)acrylamiden genannt.
Die Tinten enthalten solche Verdickungsmittel z. B. in einer Menge von 0,01 bis 2 Gew.-%, insbesondere 0,01 bis 1 Gew.-% und vorzugsweise 0,01 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte.
Ferner können die Tinten Puffersubstanzen enthalten, wie z. B. Borax, Borat oder Citrat. Als Beispiele seien Borax, Natriumborat, Natriumtetraborat sowie Natriumcitrat genannt. Sie werden insbesondere in Mengen von 0,1 bis 3 Gew.-%, vor allem 0,1 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, verwendet, um einen pH-Wert von z. B. 4 bis 10, vorzugsweise 5 bis 8, einzustellen.
Als weitere Zusätze können die Tinten Tenside oder Feuchthaltemittel enthalten.
Als Tenside kommen die handelsüblichen anionischen oder nichtionogenen Tenside in Be­ tracht. Als Feuchthaltemittel kommen z. B. Harnstoff, Glyzerin, Propylenglykol oder eine Mischung von Na-Lactat (vorteilhafterweise in Form einer 50 bis 60%igen wässrigen Lösung) und Glyzerin und/oder Propylenglykol in Mengen von vorzugsweise 0,1 bis 30 Gew.-%, insbesondere 2 bis 20 Gew.-%, in den erfindungsgemäss eingesetzten Tinten in Betracht.
Gewünschtenfalls können die Tinten noch Säurespender wie Butyrolacton oder Natriumhydrogenphosphat, Konservierungsmittel, Pilz- und/oder Bakterienwachstum hemmende Stoffe, schaumdämpfende Mittel, Sequestriermittel, Emulgatoren, wasserunlösliche Lösungsmittel, Oxidationsmittel oder Entlüftungsmittel enthalten.
In Betracht kommen als Konservierungsmittel vor allem formaldehydabgebende Mittel, wie z. B. Paraformaldehyd und Trioxan, vor allem wässrige, etwa 30- bis 40gewichtsprozentige Formaldehydlösungen, als Sequestriermittel z. B. nitrilotriessigsaures Natrium, ethylendi­ amintetraessigsaures Natrium, vor allem Natrium-Polymethaphosphat, insbesondere Nat­ rium-Hexamethaphosphat, als Emulgatoren vor allem Addukte aus einem Alkylenoxid und einem Fettalkohol, insbesondere einem Addukt aus Oleylalkohol und Ethylenoxid, als was­ serunlösliche Lösungsmittel hochsiedende, gesättigte Kohlenwasserstoffe, vor allem Paraf­ fine mit einem Siedebereich von etwa 160 bis 210°C (sogenannte Lackbenzine), als Oxida­ tionsmittel z. B. eine aromatische Nitroverbindung, vor allem eine aromatische Mono- oder Dinitrocarbonsäure oder -sulfonsäure, die gegebenenfalls als Alkylenoxidaddukt vorliegt, insbesondere eine Nitrobenzolsulfonsäure und als Entlüftungsmittel z. B. hochsiedende Lö­ sungsmittel, vor allem Terpentinöle, höhere Alkohole, vorzugsweise C8- bis C10-Alkohole, Ter­ penalkohole oder Entlüftungsmittel auf Basis von Mineral- und/oder Silikonölen, insbesonde­ re Handelsformulierungen aus etwa 15 bis 25 Gewichtsprozent eines Mineral- und Silikon­ ölgemisches und etwa 75 bis 85 Gewichtsprozent eines C8-Alkohols wie z. B. 2-Ethyl-n- hexanol. Diese werden üblicherweise in Mengen von 0,01 bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, verwendet.
Die Tinten enthalten bevorzugt N-Methyl-2-pyrrolidon, Harnstoff, Diethylenglykol, Glycerin oder insbesondere Propylenglykol, vorzugsweise 1,2-Propylenglykol, üblicherweise in einer Menge von 2 bis 30 Gew.-%, insbesondere 5 bis 30 Gew.-% und vorzugsweise 5 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte.
Weiterhin können die Tinten noch Lösungsvermittler, wie z. B. ε-Caprolactam, enthalten.
Die Tinten können in üblicher Weise durch Mischen der einzelnen Bestandteile in der gewünschten Menge Wasser hergestellt werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Bedrucken von textilen Fasermaterialien kann mit an und für sich bekannten für den textilen Druck geeigneten Tintenstrahldruckern ausgeführt werden.
Im Falle des Tintenstrahldruck-Verfahrens werden einzelne Tropfen der Tinte kontrolliert aus einer Düse auf ein Substrat gespritzt. Überwiegend werden hierzu die kontinuierliche Ink- Jet-Methode sowie die Drop on demand-Methode verwendet. Im Falle der kontinuierlichen Ink-Jet-Methode werden die Tropfen kontinuierlich erzeugt, wobei nicht für den Druck benötigte Tropfen in einen Auffangbehälter abgeleitet und rezykliert werden. (Im Falle der Drop on demand-Methode hingegen werden Tropfen nach Wunsch erzeugt und gedruckt; d. h. es werden nur dann Tropfen erzeugt, wenn dies für den Druck erforderlich ist. Die Erzeugung der Tropfen kann z. B. mittels eines Piezo-Inkjet-Kopfes oder mittels thermischer Energie (Bubble Jet) erfolgen. Bevorzugt ist für das erfindungsgemässe Verfahren der Druck mittels eines Piezo-Inkjet-Kopfes. Bevorzugt ist für das erfindungsgemässe Verfahren ferner der Druck nach der kontinuierlichen Ink-Jet-Methode.
Als textile Fasermaterialien kommen insbesondere hydroxylgruppenhaltige Fasermaterialien in Betracht. Als weitere Fasermaterialien seien z. B. Polyamid, Seide und insbesondere Wolle genannt. Bevorzugt sind cellulosehaltige Fasermaterialien, die ganz oder teilweise aus Cellulose bestehen. Beispiele sind natürliche Fasermaterialien wie Baumwolle, Leinen oder Hanf und regenerierte Fasermaterialien wie z. B. Viskose sowie Lyocell. Besonders bevorzugt sind hierbei Viskose oder vorzugsweise Baumwolle. Die genannten Faser­ materialien liegen vorzugsweise als flächige textile Gewebe, Gewirke oder Bahnen vor.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt vor dem Bedrucken mit den Reaktivfarbstoffe enthaltenden Tinten eine Vorbehandlung des Fasermaterials, worin man das zu bedruckende Fasermaterial zuerst mit einer wässrigen alkalischen Flotte behandelt und das behandelte Fasermaterial gegebenenfalls trocknet.
Die wässrige alkalische Flotte enthält mindestens eine der üblichen Basen, welche in kon­ ventionellen Reaktivdruckverfahren zur Fixierung der Reaktivfarbstoffe eingesetzt werden. Die Base wird z. B. in einer Menge von 10 bis 100 g/l Flotte, vorzugsweise 10 bis 50 g/l Flotte, eingesetzt. Als Base kommen beispielsweise Natriumcarbonat, Natriumhydroxid, Dinatriumphosphat, Trinatriumphosphat, Natriumacetat, Natriumpropionat, Natrium­ hydrogencarbonat, wässriges Ammoniak oder Alkalispender, wie z. B. Natriumchloracetat oder Natriumformiat in Betracht. Vorzugsweise wird Natriumhydrogencarbonat, Natrium­ carbonat oder eine Mischung aus Wasserglas und Natriumcarbonat verwendet. Der pH-Wert der alkalischen Flotte beträgt in der Regel 7,5 bis 13,5, vorzugsweise 8,5 bis 12,5. Die wässrige alkalische Flotte kann ausser den Basen weitere Zusätze, z. B. Hydrotropiermittel, enthalten. Als Hydrotropiermittel wird bevorzugt Harnstoff verwendet, der z. B. in einer Menge von 25 bis 200 g/l Flotte, vorzugsweise 50 bis 150 g/l Flotte eingesetzt wird. Vorzugsweise wird das Fasermaterial nach der obigen Vorbehandlung getrocknet.
Die wässrige alkalische Flotte kann jedoch auch gleichzeitig oder vor oder nach dem Drucken mit der den Reaktivfarbstoff enthaltenden Tinte aufgebracht werden.
Nach dem Bedrucken wird das Fasermaterial vorteilhafterweise getrocknet, vorzugsweise bei Temperaturen bis 150°C, insbesondere 80 bis 120°C.
Anschliessend wird das bedruckte Fasermaterial mittels Ultraviolett-, Infrarot- oder Mikrowellenstrahlung oder durch Trockenhitze fixiert.
Die Fixierung mittels Trockenhitze (Thermofixierung) erfolgt z. B. bei einer Temperatur von 110 bis 230°C, insbesondere 140 bis 170°C. Das Fasermaterial wird hierbei üblicherweise während einer Zeitdauer von 0,5 bis 6 Minuten, insbesondere 0,5 bis 2 Minuten, fixiert. Die Temperatur wird hierbei mit üblichen Heizeinrichtungen, jedoch in trockener Luft, d. h. ohne zusätzliche Einwirkung von Dampf, erzeugt. In einfacher Weise kann die Fixierung z. B. mittels Heisspressen, wie z. B. einer Bügelpresse, erfolgen. Alternativ kann die erforderliche Wärme auch mittels eines Bügeleisens erreicht werden.
Im Falle der Fixierung mittels Mikrowellenstrahlung wird eine erhöhte Temperatur in der Regel durch Erwärmung von Wasser erreicht, welches entweder noch im Fasermaterial enthalten ist oder wie weiter unten beschrieben zusammen mit dem Fasermaterial in einem Behältnis enthalten ist. Die Mikrowellenleistung wird entsprechend einer zu erreichenden Temperatur geregelt, wie z. B. Temperaturen bis ca. 110°C, insbesondere Temperaturen um 100°C. Die Verweilzeiten der Fasermaterialien im Mikrowellenfeld liegen im Minutenbereich, wie z. B. bei 1 bis 10 Minuten, insbesondere 1 bis 5 Minuten. Gemäss einer besonders einfachen Ausführungsform kann die Fixierung in einem handelsüblichen Mikrowellengerät ausgeführt werden. Hierbei wird ein Behältnis mit einer geringeren Menge Wasser gefüllt, z. B. so, dass die Füllhöhe lediglich 1 bis 10 cm beträgt, und oberhalb des Wasserspiegels wird das zu fixierende Fasermaterial aufgespannt. Anschliessend wird das Behältnis mit einem Deckel verschlossen und in das Mikrowellengerät gegeben. Die Behandlungszeiten liegen z. B. bei einer Mikrowellenleistung von 700 Watt bei ca. 3 Minuten. Das zu verwendende Behältnis besteht in der Regel aus Kunststoffmaterialien. Eine solche Vorgehensweise eignet sich insbesondere für Fasermaterialien von nur geringeren Ausmassen.
Im Falle der Fixierung mittels Infrarotstrahlung handelt es sich bei dem zu verwendenden IR- Licht um Strahlung, deren Emission in der Regel zwischen 700 und 2000 nm, insbesondere zwischen 1000 und 1500 nm, liegt. Die Strahlung kann z. B. mit entsprechenden Glühlampen, welche geeignete Metalle (wie Wolfram) oder Legierungen als Glühkörper enthalten, erzeugt werden. Die genaue Bestrahlungszeit der Drucke wird sich insbesondere nach der Leuchtstärke der IR-Quelle sowie dem Abstand von der Lichtquelle richten. Übliche Bestrahlungszeiten mit dem IR-Licht betragen bis 20 Minuten, vorzugsweise bis 2 Minuten.
Die Fixierung mittels Ultraviolettstrahlung eignet sich für Drucke, welche mit Reaktiv­ farbstoffen erhalten wurden, welche mindestens eine polymerisierbare Doppelbindung oder mindestens ein polymerisierbares Ringsystem enthalten. Die Fixierung erfolgt in Gegenwart mindestens eines farblosen Binders, welcher mindestens eine polymerisierbare Doppelbindung enthält, und mindestens eines Photosensibilisators, sowie gegebenenfalls weiterer Hilfsstoffe.
Als polymerisierbare Doppelbindungen kommen z. B. Vinyl-, Vinylchlorid, Vinylsulfon-, Allyl-, Allylsulfon, Acrylat-, Methacrylat-, Acrylamid-, Methacrylamid-, Halogenacrylamid-, Styryl- Gruppen und Derivate der Zimtsäure in Frage.
Als für dieses Fixierungsverfahren geeignete Reaktivfarbstoffe kommen vorzugsweise solche in Betracht, die eine aktivierte ungesättigte Gruppe, insbesondere eine ungesättigte aliphatische Gruppe aufweisen, wie z. B. die Vinyl-, Halogenvinyl-, Styryl-, Acryl- oder Methacryl-Gruppe. Als solche Gruppen seien z. B. die Halogenatome enthaltenden ungesättigten Gruppen genannt, wie Halogenmaleinsäure- und Halogenpropiolsäurereste, die α- oder β-Brom- oder Chloracrylgruppen, halogenierte Vinylacetylgruppen, Halogencrotonyl- oder Halogenmethacrylgruppen. Weiterhin kommen auch solche Gruppen in Betracht, die leicht, z. B. durch Abspaltung von Halogenwasserstoff, in halogenhaltige ungesättigte Gruppen übergehen, z. B. die Dichlor- oder Dibrompropionylgruppe. Unter Halogenatomen sind hier Fluor-, Chlor-, Brom und Jodatome als auch Pseudohalogenatome, wie z. B. die Cyangruppe zu verstehen. Als Reaktivfarbstoffe, die eine polymerisierbare Doppelbindung enthalten, kommen vorzugsweise solche in Betracht, die mindestens einen Acryloyl-, α-Bromacryloyl-, α-Chloracryloyl-, Vinyl- oder Vinylsulfonyl-Rest enthalten; ganz besonders bevorzugt jene, die mindestens einen Acryloyl-, α-Bromacryloyl- oder Vinylsulfonyl-Rest enthalten. Als Farbstoffe, die ein polymerisierbares Ringsystem enthalten, kommen vorzugsweise solche in Betracht, die mindestens einen Epoxid-Rest enthalten.
Bei den zuzusetzenden Bindern handelt es sich um polymerisierbare, farblose beziehungs­ weise nahezu farblose (d. h. evt. leicht gelbliche) monomere, oligomere oder polymere Verbindungen oder um Gemische derselben; z. B. N-C1-4-Alkylolacrylamid, N-Butoxymethyl­ acrylamid, N-Isobutoxymethylacrylamid, N-C1-4-Alkylolmethacrylamid, N-Butoxymethyl­ metharylamid, N-Isobutoxymethylmethacrylamid, N,N,Di-(C14-Alkolol)-acrylamid, N,N,-Di- (Butoxymethyl)-acrylamid, N,N,-Di-(Isobutoxymethyl)-acrylamid, N,N,-Di-(C1-4-Methylol)- methacrylamid, N,N,-Di-(Butoxymethyl)-methacrylamid, N,N,-Di-(Isobutoxymethyl)- methacrylamid.
Vorzugsweise werden als farblose Verbindungen monomere, oligomere oder polymere organische Verbindungen oder deren Mischungen verwendet. Von besonderer Bedeutung sind Mischungen monomerer und oligomerer farbloser organischer Verbindungen.
Besonders bevorzugt werden als farblose Verbindungen Acrylate, Diacrylate, Acrylsäure oder Acrylamide verwendet.
Als monomere farblose Verbindung kommt eine solche mit einem Molekulargewicht bis ca. 1000 in Betracht, die mindestens eine polymerisierbare Gruppe enthält. Bi-, tri- und polyfunktionelle Monomere sind ebenfalls geeignet. Die monomere farblose Verbindung kann sowohl selbst direkt als auch als Mischung mit anderen Monomeren, Oligomeren und/oder Polymeren eingesetzt werden.
Als oligomere farblose Verbindung kommt eine solche mit einem Molekulargewicht zwischen 1000 und 10000 in Betracht, die eine oder mehrere polymerisierbare Gruppen enthält. Die oligomere farblose Verbindung kann, sofern flüssig, selbst direkt oder als Lösung in Wasser oder organischen Lösungsmitteln oder als Gemisch mit anderen Monomeren, Oligomeren und/oder Polymeren eingesetzt werden.
Als polymere farblose Verbindung kommt eine solche mit einem Molekulargewicht <10000 in Betracht, die eine oder mehrere polymerisierbare Gruppen enthält. Die polymere farblose Verbindung kann, sofern flüssig, selbst direkt oder als Lösung in Wasser oder organischen Lösungsmitteln oder als Gemisch mit anderen Monomeren, Oligomeren und/oder Polymeren eingesetzt werden.
Von besonderer Bedeutung als farblose Verbindungen sind solche mit dem Acrylrest als polymerisierbare Gruppe, wobei oligomere Polyether-, Polyurethan- und Polyesteracrylate besonders bevorzugt sind.
Von ganz besonderer Bedeutung als farblose Verbindungen sind N-Vinylpyrrolidin, Acrylsäure, Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, 2-Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Butandiolmonoacrylat, 2-Ethoxyethylacrylat, Ethylenglykolacrylat, Butandiolacrylat, 2- Ethoxyethylacrylat, Ethylenglykolacrylat, Bisacrylate von Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 200 bis 1500, Butandioldiacrylat, Tetraethylenglykoldiacrylat, 1,6- Hexandioldiacrylat, Diethylenglykoldiacrylat, Dipropylenglykoldiacrylat, Triethylenglykoldiacrylat, Tripropylenglykoldiacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Pentaerythrittriacrylat, Bromacrylamid, Methylenbisdi(bromacrylamid), Methylen­ bisdiacrylamid, N-Alkoxyacrylamid, Tetraethylenglykoldiacrylat, Sojabohnenöl-acrylat, Polybutadien-acrylat, Diethylenglykol-dimethacrylat, 1,6-Hexandiol-dimethacrylat, 2-(2- Ethoxyethoxy)-ethylacrylat, Stearylacrylat, Tetrahydrofurfurylacrylat, Pentaerythritol­ tetraacrylat, Laurylacrylat, 2-Phenoxyethylacrylat, ethoxyliertes Bisphenol-diacrylat, Ditrimethylolpropan-tetraacrylat, Tris-(2-Hydroxyethyl)-isocyanurat-triacrylat, Isodecylacrylat, Dipentaerythriol-pentaacrylat, ethoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat, Isobornylacrylat, ethoxyliertes Tetrabromo-bisphenol-diacrylat, propoxyliertes Neopentylglykol-diacrylat, propoxyliertes Glyceryl-triacrylat.
Bei Verwendung ultravioletter Strahlung ist das Vorliegen eines Photosensibilisators erfor­ derlich. Der Photosensibilisator absorbiert die Strahlung, um freie Radikale, die die Polymerisation einleiten, zu erzeugen. Beispiele für zu verwendete Photosensibilisatoren beziehungsweise Photoinitiatoren sind Carbonylverbindungen wie 2,3-Hexandion. Diacetyl­ acetophenon, Benzoin und Benzoinether wie Dimethyl-, Ethyl- und Butylderivate, z. B. 2,2- Diethoxyacetophenon und 2,2-Dimethoxyacetophenon. Benzophenon bzw. ein Benzophenon-Salz und Phenyl-(1-hydroxycyclohexyl)-keton Benzophenon in Kombhation mit einem Katalysator wie Triäthylamin, N,N'-Dibenzylamin und Dimethylaminoethanol und Benzophenon plus Michlers Keton; stickstoffhaltige Verbindungen wie Diazomethan, Azo- bis-isobutyronitril, Hydrazin, Phenylhydrazin sowie Trimethylbenzylammoniumchlorid; und schwefelhaltige Verbindungen wie Benzolsulfonat, Diphenyl-disulfid sowie Tetramethylthiuramdisulfid. Derartige Photosensibilisatoren werden für sich allein oder in Kombination miteinander verwendet.
Der Anteil an Photosensibilisatoren in den aufgetragenen Färbekomponenten direkt vor der Bestrahlung beträgt 0,01-20%, vorzugsweise 0,1-5%.
Ausserdem können neben dem Photosensibilisator noch Polymerisations-Coinitiatoren wie Peroxide oder aliphatische Azoverbindungen zugesetzt werden, welche durch die bei der Bestrahlung auftretende Wärme aktiviert werden und die Polymerisation starten.
Für die Polymerisation beziehungsweise Copolymerisation können die gebräuchlichen Katalysatoren, welche freie Radikale bilden, verwendet werden. Genannt seien Hydra­ zinderivate, wie Hydrazinhydrochlorid, organometallische Verbindungen, wie Bleitetraethyl, und insbesondere aliphatische Azoverbindungen, wie α,α'-Azoisobutyrodinitril und organische Peroxide, Chloracetylperoxid, Trichloracetylperoxid, Benzoylperoxid, Chlorbenzoylperoxid, Benzoylacetylperoxid, Propionylperoxid, Fluorchlorpropionylperoxid, Laurylperoxid, Cumenhydroperoxid, Cyclohexanonhydroperoxid, tert.-Butylhydroperoxid, Di- tert.-butylperoxid, Di-tert.-amylperoxid und p-Methanhydroperoxid, und ebenfalls anorganische Peroxidverbindungen, wie Natriumperoxid, Alkalipercarbonate, Alkalipersulfate oder Alkaliperborate, und insbesondere Wasserstoffperoxid, welcher vorteilhaft das teure Benzoylperoxid ersetzen kann. Die zuzugebende Menge an Katalysatoren richtet sich in bekannter Weise nach dem gewünschten Verlauf der Reaktion oder nach den gewünschten Eigenschaften des Polymers. Vorteilhaft werden etwa 0,05 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte Menge an Binder beziehungsweise Binder-Mischung, zugegeben.
Bei dem zu verwendenden UV-Licht handelt es sich um Strahlung, deren Emission zwischen 200 und 450 nm insbesondere zwischen 210 und 350 nm liegt. Die Strahlung wird vorzugsweise künstlich mit Quecksilber-Dampf-, Xenon- oder Wolfram-Lampen, Leuchtstoff­ röhren oder Kohlelichtbogenlampen erzeugt. Von besonderem Vorteil sind Quecksilber- Hochdrucklampen.
Die genaue Bestrahlungszeit der Drucke wird sich nach der Leuchtstärke der UV-Quelle, dem Abstand von der Lichtquelle, Art und Menge an Photosensibilisator sowie der Durchlässigkeit der Formulierung und des textilen Substrats für UV-Licht richten.
Übliche Bestrahlungszeiten betragen 2 Sekunden bis 20 Minuten, vorzugsweise 5 Sekunden bis 2 Minuten.
Im Anschluss an die Fixierung wird das bedruckte Fasermaterial in der Regel in üblicher Weise mit Wasser ausgewaschen um nicht fixierten Farbstoff zu entfernen.
Sowohl der Ink-Jet-Druck, als auch die nachfolgende Trocknung und die Fixierung können auch in einem einzigen Schritt ausgeführt werden. Gemeint ist hiermit insbesondere, dass diese Schritte kontinuierlich ausgeführt werden. D. h. dass hintereinander Apparaturen für den Ink-Jet Druck, die Trocknung und die Fixierung angebracht sind, durch welche das zu bedruckende Fasermaterial kontinuierlich hindurch bewegt wird. Die Apparaturen für den Ink-Jet Druck, die Trocknung und die Fixierung können auch in einer einzigen Maschine vereint sein. Das Fasermaterial wird kontinuierlich durch diese Maschine transportiert und ist dann nach Verlassen dieser Maschine fertiggestellt. Die Trocknung kann hierbei z. B. mittels thermischer Energie (wie z. B. oben angegeben) oder insbesondere mittels Infrarotstrahlung (IR) erfolgen. Die Fixierung kann hierbei wie oben angegeben erfolgen. Selbstverständlich kann auch der Ink-Jet Druck separat erfolgen und Trocknung und Fixierung werden wie oben angegeben kontinuierlich, z. B. in einer einzigen Maschine, ausgeführt.
Mit den oben genannten Druckverfahren ist es möglich, die Fasermaterialien sowohl in einer einzigen Nuance als auch in voneinander verschiedenen Nuancen zu bedrucken. Erfolgt das Bedrucken in einer Nuance, so kann das Bedrucken des Fasermaterials ganzflächig oder auch mit einem Muster erfolgen. Hierzu reicht naturgemäss die Verwendung einer einzigen Tinte; die gewünschte Nuance kann jedoch auch durch den Druck mit mehreren Tinten mit voneinander verschiedenen Nuancen erstellt werden. Soll ein Druck auf dem Fasermaterial erstellt werden, welcher mehrere voneinander verschiedene Nuancen aufweist, so erfolgt das Bedrucken des Fasermaterials mit mehreren Tinten, welche jeweils die gewünschte Nuance aufweisen oder so gedruckt werden, dass die jeweilige Nuance erstellt wird (z. B. dadurch, dass Tinten mit verschiedenen Nuancen übereinander auf das Fasermaterial gedruckt werden und so die zu erzielende Nuance ergeben).
Ferner ist es möglich, ein flächiges Fasermaterial beidseitig zu bedrucken. Hierbei kann z. B. eine Seite des Fasermaterials in einer Nuance bedruckt werden, z. B. ganzflächig, und die andere Seite des Fasermaterials wird mit einem Muster in einer oder mehreren voneinander verschiedenen Nuancen bedruckt. Selbstverständlich kann prinzipiell diese Seite auch ebenfalls ganzflächig in einer Nuance bedruckt werden. Ein solches Verfahren kann z. B. so ausgeführt werden, dass an jeder Seite des zu bedruckenden flächigen Fasermaterials einer oder mehrere Druckköpfe vorhanden sind. Es werden dann beide Seiten des Fasermaterials gleichzeitig bedruckt. Die Druckköpfe der jeweiligen Seite des Fasermaterials können sich direkt gegenüberstehen oder auch seitlich versetzt voneinander installiert sein.
Üblicherweise wird das Fasermaterial zwischen diesen Druckköpfen hindurch bewegt. Mit dieser Ausführungsform lassen sich interessante Effekte erzielen, welche sich insbesondere beim Umschlagen des flächigen Fasermaterials erkennen lassen.
Eine weitere interessante Ausführungsform betrifft das sogenannte Imaging. Hierbei wird eine Vorlage, d. h. ein Bild, welches mit dem Druck nachgestellt werden soll, digitalisiert, z. B. mittels einer Videokamera oder einem Scanner. Das digitalisierte Bild wird auf einen Computer übertragen, welcher dann mittels eines Ink-Jet Druckers das Bild auf das Fasermaterial druckt. Selbstverständlich kann das digitalisierte Bild auch bereits in dem Computer gespeichert sein, so dass die Digitalisierung entfällt. So kann ein zu druckendes Bild z. B. am Computer mit Graphik-Software erstellt worden sein. Bei dem zu druckenden Bild kann es sich z. B. auch um Buchstaben, Zahlen, Wörter, jegliche Muster oder auch komplexe verschiedenfarbige Bilder handeln. Verschiedenfarbige Bilder können z. B. durch Verwendung von mehreren Tinten mit voneinander verschiedenen Nuancen erstellt werden.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhältlichen Drucke weisen gute Allgemein­ echtheiten auf; sie besitzen z. B. eine hohe Faser-Farbstoff-Bindungsstabilität sowohl im sau­ ren als auch im alkalischen Bereich, eine gute Lichtechtheit, gute Naßechtheiten, wie Wasser-, Wasch-, Seewasser-, Überfärbe- und Schweissechtheit, eine gute Chlorechtheit, Reibechtheit, Bügelechtheit und Plissierechtheit sowie scharfe Konturen und eine hohe Farbstärke. Die verwendeten Drucktinten zeichnen sich durch gute Stabilität und gute Visko­ sitätseigenschaften aus.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. Darin sind die Tempera­ turen in Celsiusgraden angegeben, Teile sind Gewichtsteile und die Prozentangaben bezie­ hen sich auf Gewichtsprozente, sofern nicht anders vermerkt. Gewichtsteile stehen zu Volu­ menteilen im Verhältnis von Kilogramm zu Liter.
Beispiel 1
a) Mercerisiertes Baumwoll-Satin wird mit einer Flotte, enthaltend 40 g/l Natriumcarbonat und 100 g/l Harnstoff, foulardiert (Flottenaufnahme 70%) und getrocknet.
b) Auf das gemäss Schritt a) vorbehandelte Baumwoll-Satin wird eine Tinte A, enhaltend 15 Gew.-% des Reaktivfarbstoffs der Formel
20 Gew.-% 1,2-Propylenglykol und 65 Gew.-% Wasser, mit einem Drop-on-Demand Piezo Inkjet-Kopf aufgedruckt. Der Druck wird vollständig getrocknet und 3 Minuten in Trockenhitze bei einer Temperatur von 170°C behandelt. Anschliessend wird kalt gespült, kochend ausgewaschen, nochmals gespült und getrocknet. Man erhält einen Druck mit guten Allgemeinechtheiten.
Beispiele 2 bis 19
Verfährt man wie in Beispiel 1, verwendet jedoch anstelle von 15 Gew.-% des dort angegebenen Reaktivfarbstoffs eine gleiche Menge eines der in der folgenden Tabelle 1 angegebenen Reaktivfarbstoffe, so erhält man ebenfalls Drucke mit guten Allgemeinechtheiten.
Tabelle 1
Beispiel 20
a) Ein mercerisiertes Baumwoll-Satin-Gewebe wird mit einer wässrigen Flotte enthaltend 40 g/l Natriumcarbonat, 200 g/l Harnstoff und 100 g/l eines wässrigen Natriumalginatverdickers (6%-ig) foulardiert (Flottenaufnahme 70%) und getrocknet.
b) Das so vorbehandelte Gewebe wird mittels eines Tintenstrahldruckers (Drop-on-Demand Piezo Inkjet-Technik) mit den unten angegebenen Tinten A, B, C und D farbig bedruckt. Anschliessend werden das bedruckte Gewebe mittels einer Bügelpresse ca. 1 Minute bei einer Temperatur von 140°C fixiert.
Tinte A, enhaltend
10 Gew.-% des Reaktivfarbstoffs der Formel
20 Gew.-% 1,2-Propylenglykol und 70 Gew.-% Wasser.
Tinte B, enthaltend
15 Gew.-% des Reaktivfarbstoffs der Formel
20 Gew.-% 1,2-Propylenglykol und 65 Gew.-% Wasser.
Tinte C, enthaltend
10 Gew.-% des Reaktivfarbstoffs der Formel
20 Gew.-% 1,2-Propylenglykol und 70 Gew.-% Wasser.
Tinte D, enthaltend
10 Gew.-% des Reaktivfarbstoffs der Formel
20 Gew.-% 1,2-Propylenglykol und 70 Gew.-% Wasser.

Claims (13)

1. Verfahren zum Bedrucken von textilen Fasermaterialien nach dem Tintenstrahldruck- Verfahren mit einer wässrigen Tinte, welche mindestens einen Reaktivfarbstoff enthält, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Bedrucken eine Fixierung des bedruckten Fasermaterials mittels Ultraviolett-, Infrarot- oder Mikrowellenstrahlung oder durch Trockenhitze erfolgt.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Tinte verwendet, welche, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, einen Gesamtgehalt an Reaktivfarbstoffen von 1 bis 35 Gew.-%, insbesondere 2,5 bis 30 Gew.-% und vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-% enthält.
3. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Tinte verwendet, welche, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, 2 bis 30 Gew.-% N-Methyl-2-pyrrolidon, Harnstoff, Diethylenglykol, Glycerin oder Propylenglykol, insbesondere 1,2-Propylenglykol, enthält.
4. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Druckvorgang eine Behandlung des Fasermaterials mit Fixieralkali erfolgt.
5. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Druckvorgang eine Behandlung des Fasermaterials mit Fixieralkali und Harnstoff erfolgt.
6. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man als Fasermaterialien cellulose- oder viskosehaltige Fasermaterialien verwendet.
7. Verfahren gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man als Fasermaterialien Baumwolle oder Viskose verwendet.
8. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung mittels Trockenhitze erfolgt.
9. Verfahren gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung mittels Trockenhitze bei einer Temperatur von 110 bis 230°C, insbesondere 140 bis 170°C, erfolgt.
10. Verfahren gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung durch Heisspressen, insbesondere Bügelpressen, erfolgt.
11. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung mittels Ultraviolettstrahlung erfolgt.
12. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung mittels Infrarotstrahlung erfolgt.
13. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung mittels Mikrowellenstrahlung erfolgt.
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