DE3300705A1

DE3300705A1 - Verfahren zum bedrucken vorbehandelter substrate

Info

Publication number: DE3300705A1
Application number: DE19833300705
Authority: DE
Inventors: Kenneth Tadworth Surrey Clare; Erle Hopkinson
Original assignee: Kelco Ail International Ltd
Current assignee: Kelco Ail International Ltd
Priority date: 1982-01-12
Filing date: 1983-01-11
Publication date: 1983-07-21
Also published as: GB2123856B; KR900004242B1; GB8300635D0; JPS58169579A; ES518880A0; GB2123856A; ES8407134A1; KR840003315A

Description

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BESCHREIBUNG

Die Verwendung von Alginaten in Textildruckpasten ist bekannt. Beispielsweise lehrt die GB-PS 021 609 ein sec-^P

Hydroxyalkyl-alginat oder ein Aminsalz von Alginsäure oder sec-Hydroxyalkyl-alginat vermischt mit Derivaten von Polymeren von Acrylsäure oder Maleinsäure-anhydrid/Ethylen-Copolymeren enthaltendes Verdickungsmittel.

Es ist auch bekannt, dass Alginate mit zweiwertigen Metallkationen, insbesondere Calcium, unter Bildung von Gels reagieren. Die Kombination von Alginen und Calciumsalzen wurde in der US-PS 4 222 740 als Mittel zur Bildung von __. farbbeständigen Flächen auf Textilien beschrieben. Wie dort beschrieben, werden gelierte Bereiche durch getrennten Auftrag einer gelierbaren (Alginat-) Zusammensetzung und einer Gelierungs- (Calcium-) -mittel-Zusammensetzung auf ein textiles Material aufgetragen, und beim anschliessenden

2g Überfärben des Materials dienen die gelierten Bereiche als farbbeständige Flächen. Bei einer anderen Ausführungsform wird eine seitliche Ausbreitung der Druckfarbe verringert durch Einarbeiten eines Farbstoffs, entweder in die gelierbare Zusammensetzung, die gelierbaren Zusammen-Setzungen oder in beide. Die beschriebene Menge des Gelierungsmittels muss ausreichen, um die Alginatzusammensetzung zu gelieren. Speziell wird eine 5% (Gewicht) Zusammensetzung empfohlen, obwohl auch 1-10?ό durchführbar sein sollen. Die Menge an Alginat soll 0,5 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 2,5?ό betragen.

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Es wurde nun gefunden, dass bei Verwendung sehr geringer Mengen an Gelierungsmittel zur Vorbehandlung eines Substrates, der Farbstoffverbrauch für eine gleiche Farbausbeute verringert wird, wobei gleichzeitig eine verbesserte Druckgenauigkeit erzielt wird.

Unter Alginat sollen die wasserlöslichen Derivate und Salze von Alginsäure verstanden werden, die in Kontakt mit zwei- oder dreiwertigen Metallkationen, wie Calcium, Gels bilden. Alginate werden in allen Arten von Phaeophyceae, Braunalgen, gefunden. Erfindungsgemäss können verschiedenste Alginate verwendet werden. Verwendet man ein Alginat mit hoher Viskosität, so wird die Menge des Gelierungsmittels verringert. Wird ein Alginat mit niedriger Viskosität verwendet, so muss die Menge des Gelierungsmittels vergrössert werden. Die Menge und die Art, des für einen speziellen Anwendungszweck verwendeten Alginate, hängen selbstverständlich von den anderen Materialien in der Druckpaste ab, z.B. Oxydationsmitteln, Puffern usw.

Diese können durch den einzelnen Fachmann je nach seiner speziellen Formulierung bestimmt werden. Jedoch liegen Anwendungsmengen im Bereich von 0,2 bis 6,0 Gew.-?o und vorzugsweise 0,3 bis 2,5?£ im Rahmen der Erfindung. Gegebenenfalls können Verdickungsmittel, wie Guargummi, Johannisbrotkernmehl bzw. -gummi, CMC, geeignete synthetische Polymere und Stärkeether zur Erzielung der gewünschten Viskosität eingearbeitet werden.

Die Gelierungszusammensetzung enthält Wasser und ein geeignetes zweiwertiges oder dreiwertiges Metallsalz, vorzugsweise ein Calciumsalz wie das Chlorid. Die Menge der verwendeten Metallkationen ist sehr gering, vergleichbar mit der Menge, die man erhält, wenn man eine 0,025 bis

³^ 0,75 Gew.-?o' (wasserfreies) Calciumchlorid-Lösung bereitet.

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Beim Auftrag auf Gewebe mit unterschiedlicher Aufnahmekapazität beträgt dies 0,03 bis 0,5?°' Calcium (als wasserfreies CaCl„), basierend auf dem Gewicht des Gewebes. Aluminium-

und Chromsalze können beispielsweise ebenfalls verwendet 5

werden.

Gemäss einer anderen Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Vorbehandlung des Substrates nicht unter Anwendung eines zweiwertigen oder dreiwertigen Metallgelierungsmittels, sondern mit dem Salz eines einwertigen Metallions, wie Natriumchlorid oder einer organischen Säure, wie Zitronensäure (0,35 bis 1,0?ό). Es wird eine wässerige Lösung verwendet, die 5 bis 20 Gew.-5o (vorzugsweise 10?i) der ,c Chlorid-, Nitrat- oder Sulfatsalze von Natrium, Kalium oder Lithium enthält.

Es können auch alternative Verdickungs/Gelierungssysteme, basierend beispielsweise auf Cellulose-Derivaten, wie Natriumcarboxymethyl-cellulose, Galactomannane, wie Carboxymethyl-guar und entpolymerisierter Guar und Stärkederivate verwendet werden. In derartigen Fällen sind geeignete Gelierungsmittel Aluminiumchlorid und Dinatriumtetraborat. Die Anwendung dieser alternativen Gelierungssysteme bringt Vorteile mit sich, ähnlich dem Alginatsystem, hinsichtlich der verbesserten Genauigkeit und dem verringerten Druckpastenverbrauch, jedoch ergibt Alginat ein technisch überlegenes Ergebnis und ist bevorzugt.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird anstelle der Verwendung eines Salzes das Substrat mit 0,1 bis l,0?o' eines kationischen Gelierungsmittels vorbehandelt. Diese kationischen Gelierungsmittel umfassen Polyhexamethylen-biguanid-hydrochlorid.

Die Druckpasten gemäss der Erfindung werden hergestellt

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unter Verwendung von Dispersionsfarbstoffen, Reaktiv farbstoffen, Kombinationen von Dispersions- und Reaktivfarbstoffen und sauren Farbstoffen, d.h. sämtliche anionischen ρ- oder nicht-ionischen Farbstoffe, jedoch nicht kationische Farbstoffe. Pigmentdrucksysteme können ebenfalls einbezogen sein. Die Erfindung ist besonders u/irksam bei Dispersionsfarbstoffen. Zusätzlich zu dem Alginat und dem Farbstoff umfassen diese Druckpasten verschiedene bekannte

-^q Verbindungen wie Puffer, Oxidationsmittel usw. Die Herstellung solcher Pasten ist dem Fachmann geläufig. Bei der Durchführung der Erfindung sollte die Menge der freien zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkationen in der Druckp'astenzusammensetzung gering gehalten werden. Wird daher hartes Wasser zur Bereitung derartiger Zusammensetzungen verwendet, so empfiehlt sich die Verwendung eines Sequestriermittels, jedoch in Mengen, die niedrig genug sind, um nicht in die Gelierungsreaktion einzugreifen.

Die zu behandelden Substrate umfassen beispielsweise Polyester, Cellulose-Materialien, Gemische davon und Polyamide, Die Substrate können jegliches Material sein, das mit den geeigneten Farbstoffen bedruckt werden kann.

Beim erfindungsgemässen Verfahren wird das Substrat zuerst mit der Gelierungsmittelzusammensetzung einer einwertigen Salzzusammensetzung behandelt. Typische Anwendungstechniken sind Klotzen, Tauchen, Schäumen und Sprühen. Das Substrat wird anschli essend, vorzugsweise vor dem Auftrag der Druckpaste, getrocknet, obwohl für gewisse Anwendungszwecke entweder eine partielle Trocknung oder keine Trocknung ebenfalls geeignet sind. Die Trocknung ist bevorzugt, insbesondere wenn eine gute Genauigkeit (Definition) oder Farbausbeute erforderlich ist. Das verwendete Substrat kann dann unmittelbar gefärbt oder für die spätere Ver-

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Wendung gelagert u/erden. Die Druckpastenzusammensetzung kann nach jeglichen üblichen Druck- oder Färbeverfahren aufgetragen u/erden, u/ie Flach- oder Rotationssiebdruck, Blockdruck oder erhabener Hochdruck, Jetdruck, Schablonendruck, Gravurwalzendruck, Takfärben, Küster färben, Tauchquetsch-auftrag (dip squeeze Auftrag) oder Handauftrag.

Wird ein Substrat erfindungsgemäß behandelt, so stellt man IQ manchmal fest, dass weniger ( etwa 20 - 50?ό) Druckpaste durch das Substrat aufgenommen wird. Die erzielte tatsächliche Farbintensität hängt von der Druckpastenaufnahme und der Steuerung der Penetration in das Substrat ab, jedoch kann die Menge des tatsächlich verbrauchten Farbstoffs bis auf etu/a 40% verringert werden.

Nach dem Auftrag der Druckpaste wird das Substrat, je nach Notwendigkeit, zur Fixierung jeglicher Farbstoffe behandelt, anschliessend gewaschen, getrocknet und anderweitig nach üblichen Methoden zur Erzeugung des gewünschten Endproduktes behandelt.

Die folgenden Beispiele, die keine Einschränkung darstellen sollen, sollen die Erfindung weiter erläutern und mit der US-PS 4 222 740 vergleichen. In diesen Beispielen erfolgt die Bewertung der Ergebnisse durch visuelle Beobachtung des fertigen, getrockneten Substrats. Die Prozentangaben beziehen sich, falls nicht anders angegeben, auf das Gewicht.

Beispiel 1: Reservefarbstoff-Verfahren - Ein Farbstoff

Nach der Lehre der US-PS 4 222 740 wird ein Stück Gewebe ^° behandelt unter Bildung von Flächen, die der Färbung wider-

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1 .

stehen und anschliessend wird das Gewebe zur Bestimmung der Wirksamkeit der Behandlung bedruckt.

Ein Polyesterwirkstoff wird mit einer Paste bedruckt, die enthält:

Gew.-?o

Matexil PA-L (Natrium-m-nitrobenzolsulfonat), Oxydationsmittel

Mononatrium-orthophosphat, Puffer

Manutex M300 (Natriumalginat mittlerer Viskosität)

Wasser (D.I.)

Insgesamt 100,0

1,	0
o,	1
3,	0
95,	9

Manutex ist ein Warenzeichen der Alginate Industries Ltd., London, U.K.

Der bedruckte Stoff wird anschliessend 30 Sekunden in einer Lösung geklotzt, die 5,0?ό wasserfreies Calciumchlorid enthält, Anschliessend wird mit kaltem Wasser gespült und getrocknet.

Der behandelte Stoff wird mit einer Druckpaste überdruckt, die wie vorstehend zusammengesetzt ist, jedoch 5,0% D i s persol Blue R-PC (ICI Ltd. Blakeley, Manchester, U.K.) enthält. Anschliessend wird mit H.T.-Dampf bei 175° C während 7 Minuten fixiert. Der Stoff wird dann in einer Lösung gewaschen, die 1?ό Calgon PT (Natrium-hexa-m-phosphat) enthält (Albright & Wilson Ltd., Oldbury, Worcestershire, U.K.), worauf mit üblicher Seife behandelt und gespült

35 wird.

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A 1001 Y -ΙΟ

Nach dieser Behandlung ist der, mit der Alginatlösung behandelte bedruckte Teil, im wesentlichen ungefärbt, wohingegen der Rest der bedruckten Fläche blau ist, wodurch die ,- Farbwiderstandswirksamkeit dieser Behandlung demonstriert wurde.

Wird diese Verfahrensweise jedoch wiederholt, unter Verwendung von 0,1?ό Calciumchlorid, anstelle von 5,0%, so ,Q widerstehen die behandelten Flächen der Färbung nicht und in dem fertiggestellten Produkt bedeckt der blaue Farbstoff sowohl die gelierten als auch die nicht-gelierten Flächen.

Beispiel 2:
Reservefarbstoff-Verfahren - Zwei Farbstoffe

Nach der Verfahrensweise des Beispiels 1, jedoch unter Verwendung eines Farbstoffs, sowohl bei der Vorbehandlung als auch in der Druckpaste, wird ein weiteres Stoffstück getestet.

Polyesterwirkstoff wird mit einer Paste bedruckt, die enthält:

Gew.-B

Dispersol Yellow C-4R Flüssigkeit 5,0 Matexil PA-L (Natrium-m-nitrobenzol-

sulfonat) 1,0

op. Mononatrium-orthophosphat 0,1 Manutex M300 (Natriumalginat mittlerer

Viskosität) 3,0

Wasser 90,0

Insgesamt 100,0 35

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Der bedruckte Stoff wird anschliessend in einer Lösung, die 5,0?i wasserfreies Calciumchlorid enthält, geklotzt (mit 70?d Ausdruck oder Zusatz). Anschliessend wird mit kaltem

Wasser gespült und getrocknet.

Der behandelte Stoff wird dann mit einer Druckpaste überdruckt, die wie vorstehend aufgebaut ist, jedoch unter

Ersatz des gelben Farbstoffs durch Dispersol Blue R-PC. 10

Dann wird fixiert unter Verwendung von H.T.-Dampf bei 175⁰C

während 7 Minuten. Der Stoff wird dann in einer Lösung gewaschen, die 1% Calgon PT (Natrium-hexa-m-phosphat) enthält, worauf in üblicher Weise mit Seife behandelt und gespült wird.
15

Nach dieser Behandlung ist der mit Alginat/gelbem Farbstoff bedruckte Teil gelb gefärbt und der Rest der bedruckten Fläche ist blau.

Wird diese Verfahrensweise wiederholt unter Verwendung von 0,1 ίο Calciumchlorid anstelle von 5,0?ό, so widerstehen die behandelten Flächen der Färbung nicht und in dem fertiggestellten Produkt ist die blaue Farbe nur auf den nichtgelierten Flächen sichtbar, jedoch zeigt sich in den gelierten Flächen, die mit Alginat/gelbem Farbstoff bedruckt sind, eine grüne Farbe.

Beispiel 3;
Vorbehandlung mit geringem Calciumgehalt

Um die Wirksamkeit der Vorbehandlung mit Substraten mit einem niedrigen Gehalt an zwei- oder dreiwertigen Metallkationen zu zeigen, wurden unbehandelte und behandelte Stoffe, wie folgt bedruckt:

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A 1001 Y

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Polyesterwirkstoff wird (mit 7ü% Ausdruck) in Lösungen geklotzt, die 0,025, 0,05, 0,075, 0,125, 0,175, 0,225, 0,275, 0,325, 0,375, 0,425, 0,475, 0,5, 1,25 und 2,5Ä u/asserfreies Calciumchlorid enthalten.

Nach dem Trocknen wurden die behandelten Stoffe mit einer* Druckpaste bedruckt, die enthielt:

Dispersol Rubine C-B flüssig (ICI)

Matexil PA-L, (Natrium- ■t c m-nitrobenzol-sul f onat) ^iÖ (ICI)

Mononatrium-orthophosphat (Albright & Wilson)

Manutex RS, Natriumalginat hoher Viskosität

20 Calgon, Natrium-hexa-mphosphat

Wasser (D.I.)

Kontrolle (für nicht behandelten Stoff)

5,0

1	,0	1	,0
0	,1	0	,1
1	,5	2	,2
0	,4	0	,5
92	,0	91	,2

Insgesamt 100,0

100,0

Die Verwendung von wasserfreiem Calciumchlorid in Mengen bis zu 0,275% führt zu einer v/erbesserten Druckgenauigkeit (Druckdefinition) und zu einer verbesserten Farbausbeute, was sich durch eine beträchtliche Steigerung der Schärfe feiner Liniendetails und eine grössere Farbintensität

30 zeigt.

Wird der Stoff mit Lösungen behandelt, die wasserfreies Calciumchlorid in Mengen über 0,275?ό enthalten, so wird die Stoffabdeckung zunehmend schlechter und die Farbausbeute wird verringert. Die Verwendung von wasserfreiem

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Calciumchlorid in einer Menge von 0,15?ό führt zu einer verbesserten Zunahme der Druckfarbenausbeute von 40?ό im Vergleich mit dem nicht behandelten Kontrollstoff. Wird der Stoff mit Gelierungslösungen im Bereich von 1,OSi bis 10,0% behandelt, so ist die Stoffabdeckung schlecht und die Farbausbeute wird um mehr als 50?ό verringert.

Beispiel 4:
Vorbehandlung mit einwertigem Salz

Polyesterwirkstoff wird (mit 70% Ausdruck oder Zusatz) in einer Lösung, die 10,0?£ Natriumchlorid enthält, geklotzt. Nach dem Trocknen wird der behandelte Stoff mit einer Druckpaste bedruckt, die enthält:

	Gew.-?o	Übliche Rezeptur G e w . - la
Dispersol Rubine C-B flüssig	5,0	5,0
Matexil PA-L, Natrium- m-nitrobenzol-sulfonat	1,0	1,0
Mononatrium-orthophosphat (Albright & Wilson)	0,1	0,1
Manutex F, Natriumalginat niedriger Viskosität	4,5	6,0
Calgon, Natrium-hexa-m- phosphat	1,1	1,5
Wasser (D.I.)	88,3	86,4

Insgesamt 100,0 100,0

Der Farbstoff wird anschliessend auf dem bedruckten Material durch H.T.-Dampf bei 175° C fixiert, worauf der normale Waschvorgang folgt und der Stoff getrocknet wird.

Der Stoff zeigt eine überlegene Schärfe und Farbausbeute. 35

Ende der Beschreibung

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.) Verfahren zum Bedrucken von Substraten, dadurch gekennzeichnet, dass man

(A) auf mindestens einen Teil eines Substrates eine erste wässerige Zusammensetzung, die enthält (1) 0,025 bis 0,75 G e ω.- - ?ό eines löslichen Salzes, das ein zwei- oder dreiwertiges Metallion enthält, (2) ^{5 bis 20} Ge«/. -SIS eines löslichen Salzes, das ein einwertiges Metallion enthält, (3) 0,1 bis 1,0 Gew.-% eines kationischen

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Gelierungsmittels oder (4) 0,35 bis 1,0 Ge\n.-% einer organischen Säure, unter Bildung eines behandelten Substrates aufträgt und

(B) anschliessend auf mindestens einen Teil des behandelten Substrates eine zweite wässerige Zusammensetzung aufträgt, die einen Farbstoff und ein Verdickungs/Gelierungssystem enthält.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdickungs/Gelierungssystem 0,2 bis 6,0 G e ω . - ?ό Alginat enthält.

]k 3.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdickungs/Gelierungssystem darüber hinaus Verdickungsmittel enthält, bei denen es sich um eines oder mehrere von Guargummi, Johannisbrotkernmehl, bzw. -gummi, CMC, synthetische Polymere und Stärkeether handelt.

4.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste wässerige Zusammensetzung 0,025 bis 0,75 Gew.-?o Calcium-, Aluminium- oder Chromsalz enthält.

5.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste wässerige Zusammensetzung 0,025 bis 0,75 Gew. -%wasserfreiesCalciumchlorid enthält und, dass die Gesamtmenge an auf das Substrat aufgetragene^ Calciumchlorid 0,03 bis 0,5?ό bezogen auf das Gewicht des Substrates beträgt.

6.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste wässerige Zusammensetzung 5 bis 20 G e w . - ?ί eines Chlorid-, Nitrat- oder Sulfatsalzes von Natrium Kalium, oder Lithium enthält.

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7.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste wässerige Zusammensetzung 0,1 bis 1,0 Gew.-?o Polyhexamethylen-biguanid-hydrochlorid enthält,

8.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste wässerige Zusammensetzung 0,35 bis 1,0 Gew.-?o Zitronensäure enthält.

9.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das behandelte Substrat der Stufe (A) vor der Stufe (B) getrocknet wird.

10.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbstoff ein Dispersionsfarbstoff, ein Reaktivfarbstoff, eine Kombination von Dispeisions- und Reaktivfarbstoffen oder ein saurer Farbstoff ist.