DE4306433A1 - Ink-Jet-Einphasen-Reaktivdruck - Google Patents
Ink-Jet-Einphasen-ReaktivdruckInfo
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Description
Textilmaterialien, wie Gewebe, Gewirke, Garne und Vliesstoffe, die
Cellulosefasern enthalten, können nach bekannten Verfahren mit anionischen
Farbstoffen gefärbt werden. In neuerer Zeit kommt zu den klassischen
Färbemethoden der Druck-, Auszieh- und Klotz-Verfahren eine moderne
Sprühtechnik hinzu, die unter dem Namen "Ink-Jet-Printing" zuerst auf Papier,
später auch auf Textilmaterialien angewendet wurde.
Das Ink-Jet- oder Tintenstrahl-Druckverfahren bietet von den berührungslosen
Druckverfahren die einzige Möglichkeit, schnell, leise und in hoher Auflösung
farbige Bilder zu produzieren. Bei diesem Verfahren verwendet man
üblicherweise wäßrige Tinten, die in kleinen Tröpfchen direkt auf das Substrat
gesprüht werden. Man unterscheidet dabei ein kontinuierliches Verfahren, bei
dem die Tinte gleichmäßig durch eine Düse gepreßt und durch ein elektrisches
Feld, abhängig vom zu druckenden Muster, auf das Papier oder in einen
Farbfänger gelenkt wird, und ein unterbrochenes Tintenstrahl- oder "Drop-on-
Demand"-Verfahren, bei dem der Tintenausstoß nur dort erfolgt, wo ein farbiger
Punkt gesetzt werden soll. Bei dem letztgenannten Verfahren wird über einen
piezoelektrischen Kristall oder eine beheizte Kanüle (Bubble- oder Thermo-Jet-
Verfahren) Druck auf das Tintensystem ausgeübt und so ein Tintentropfen
herausgeschleudert. Solche Verfahrensweisen sind in Text. Chem. Color. 19(8),
23 bis 29, und 21(6), 27 bis 32, beschrieben.
Allen Färbeverfahren für cellulosehaltige Substrate ist gemein, daß für die
Fixierung eines Reaktivfarbstoffes auf der Faser Alkali benötigt wird. Das Alkali
wird vor, nach oder während des Färbeprozesses mitappliziert. Einphasendruck
bedeutet die gleichzeitige Aufbringung von Alkali und Farbstoff. Anschließend
wird eine Temperaturbehandlung, z. B. mit Trockenhitze, Dampf oder Mikrowelle
zur Fixierung des Farbstoffes durchgeführt. Man kann nun das Alkali,
beispielsweise NaOH oder Na2CO3, direkt der Tinte zusetzen und diese
anschließend mit einem Tintenstrahldrucker auf cellulosehaltiges Gewebe
versprühen. Das hat den Nachteil, daß die Farbstoffe bei den vorherrschenden
pH-Bedingungen schnell hydrolysieren oder im Fall von Vinylsulfon-Farbstoffen
vinylisieren und die Tinte nicht länger als einige Stunden haltbar ist. Ferner
kommt es zu Ausfällungen innerhalb der Druckkartuschen, die die Düse des Ink-
Jet-Druckers verstopfen. Eine Möglichkeit, das genannte Problem zu umgehen,
war, anstelle der üblichen Alkalien ein Alkali-freisetzendes Mittel,
beispielsweise Natriumtrichloracetat, einzusetzen, das während der
anschließenden Temperaturbehandlung Chloroform abspaltet und intermediär
Alkali freisetzt (Japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung Sho-63-68680).
Hierbei ist es hilfreich, wenn man feuchtigkeitshaltende Mittel einsetzt, wie z. B.
N-Methyl-pyrrolidon, Caprolactam oder Glykolether (Japanische
Patentanmeldungs-Veröffentlichung Sho-63-145379), da eine gewisse
Restfeuchte zur Energieübertragung und Reaktion nötig ist. Die besagte Reaktion
verläuft nach folgendem Schema:
Auf diese Weise sind auch Mischgewebe aus Polyester und Cellulose in Kombination mit Dispersionsfarbstoffen bedruckbar. Hier ist eine schonende
Alkalizugabe nötig, da viele Dispersionsfarbstoffe empfindlich auf Alkalizugabe
reagieren (DE-A-24 05 057). Eine weitere Möglichkeit ist die Vorbehandlung der
Textilien mit Trihalogenacetaten, Trocknung und anschließendes Bedrucken mit
Ink-Jet-Tinten (Japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung Hei-3-205 179),
was jedoch ein Zweiphasen-Druckverfahren darstellt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, ein Einphasen-Ink-Jet-
Verfahren zum Bedrucken von flächigen Cellulosefasermaterialien oder
Cellulosefasern enthaltende Materialien mit Reaktivfarbstoffen zur Verfügung zu
stellen, das die Nachteile des Standes der Technik, insbesondere die Zersetzung
des Farbstoffes oder eine Freisetzung giftiger Halogenkohlenwasserstoffe,
vermeidet.
Es wurde nun gefunden, daß als alkalisch wirkendes Mittel überraschenderweise
Alkalifluoride sowie Alkalisalze der Ameisensäure, der Citronensäure und der C2-
C4-Dicarbonsäuren beim Ink-Jet-Druckverfahren mit Reaktivfarbstoffen geeignet
sind.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Bedrucken von
flächigen Cellulosefasermaterialien oder Cellulosefasern enthaltenden Materialien
mit Reaktivfarbstoffen unter Anwendung eines einphasigen Ink-Jet-Verfahrens
oder einer anderen berührungslosen Minimalauftragssprühtechnik und
anschließender Fixierung der Reaktivfarbstoffe auf der Faser, dadurch
gekennzeichnet, daß die wäßrige Tintenformulierung ein Alkalifluorid, ein
Alkaliformiat, ein Alkalicitrat, ein Alkalisalz einer C2-C4-Dicarbonsäure oder eine
Mischung der genannten Alkalisalze enthält.
Die bevorzugten Alkalimetalle der genannten Alkalisalze sind Lithium, Natrium
und Kalium. Besonders bevorzugte Alkalisalze sind Natriumfluorid, Kaliumfluorid,
Lithiumformiat, Natriumformiat, Kaliumformiat, Natriumcitrat, Kaliumcitrat,
Natriumoxalat, Kaliumoxalat, Lithiumcitrat, Lithiummalonat, Natriummalonat,
Kaliummalonat, insbesondere Natriumformiat und Kaliumfluorid.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bedruckten Fasermaterialien sind
Cellulosefasermaterialien, die auch Beimischungen anderer Fasermaterialien,
beispielsweise Polyesterfasern, enthalten können. Die Cellulosefasern müssen
nicht notwendigerweise vorbehandelt sein, beispielsweise durch alkalihaltige
Druck- oder Klotzpasten oder durch Aminierung der Cellulose.
Beispiele für Cellulosefasermaterialien, die nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren bedruckt werden können, sind Gewebe, Gewirke und Vliese aus
Baumwolle, Zellwolle, Viskose oder anderen Regeneratcellulosefasern.
Beispiele für Cellulosefasern enthaltende Materialien, die nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren bedruckt werden können, sind Gewebe, Gewirke
und Vliese, die neben Cellulosefasern Polyamidfasern oder Polyesterfasern
enthalten. Besonders bevorzugt sind Mischgewebe aus Polyester/Baumwolle,
wobei hier zweckmäßigerweise Mischungen aus Reaktivfarbstoffen mit
Dispersionsfarbstoffen verwendet werden.
Die Applikation der Tintenformulierung auf das zu bedruckende Fasermaterial
erfolgt mit Hilfe handelsüblicher Tintenstrahl-Drucker, die erforderlichenfalls für
großtechnische Zwecke umgerüstet werden. Verwendet werden wäßrige
Lösungen der Reaktivfarbstoffe, die die erfindungsgemäßen Alkalisalze in einer
Konzentration von 30 bis 300 g/l Lösung, vorzugsweise 100 bis 200 g/l
Lösung, enthalten. Die Konzentration des oder der Reaktivfarbstoffe(s) in der
Tintenformulierung beträgt 10 bis 200 g pro Liter Tintenformulierung.
Die Farbstofflösungen können Hilfsmittel enthalten, wie sie üblicherweise in den
Tinten für Tintenstrahldrucker erforderlichenfalls enthalten sind, wie
beispielsweise Antiaggregationsmittel, wie N-Methyl-pyrrolidon,
Dimethylformamid und Dimethylacetamid; Netzmittel, wie ionische oder nicht
ionische Tenside und hydrotrope Substanzen, wie Harnstoff, Caprolactam,
Glykol oder einen Glykolmonoalkylether. Hydrotrope Substanzen sind
insbesondere dann vorteilhaft, wenn das alkalifreisetzende Mittel in
Konzentrationen über 100 g/l Lösung vorhanden ist. Zweckmäßig ist dann ein
Zusatz von 5 bis 50 g/l Lösung an hydrotroper Substanz. Vorteilhaft ist auch ein
Zusatz kristallwasserhaltiger Salze, beispielsweise Lithiumchlorid, Lithiumsulfat,
Natriumcitrat, Natriumsulfat sowie Lithiumformiat, wobei das Kristallwasser
bereits in den erfindungsgemäßen Alkalisalzen enthalten sein kann.
Die Reaktivfarbstoffe werden in der von Elektrolytsalzen, wie Natriumchlorid,
freien Form eingesetzt. Aber auch handelsübliche Farbstoffpräparationen mit bis
zu 50 Gew.-% an Elektrolytsalz lassen sich in der Regel problemlos bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren mit der Tintenstrahl-Drucktechnik applizieren.
Beim Mehrfarbendruck können mehrere Tintenkartuschen hintereinander
geschaltet werden, die sich zur Erzeugung des Druckes auf der sich
bewegenden Materialbahn mit den heutzutage üblichen Mitteln steuern lassen.
Es können auch moderne Mehrkammer-Tintenstrahlpatronen eingesetzt werden,
mit welchen in einem Durchgang gleichzeitig mehrere Farben aufgetragen
werden können.
Das Druckgut kann bei zwischenzeitlichem Kartuschenwechsel bis zu viermal
erneut eingelegt werden. In handelsüblichen Papierdruck-Geräten hilft man sich
mit einem punktuellen Haften des Textils an Papier mittels Doppelklebeband. Bei
größeren Geräten und insbesondere im Hinblick auf eine kontinuierliche
Verfahrensweise können mehrere Printer hintereinander geschaltet werden, was
eine gute Reproduzierbarkeit im Fall langer Warenbahnen ergibt.
Bei mehrfarbigen Tintenkartuschen oder Systemen, die in einem Arbeitsgang
mehrere Farben gleichzeitig auftragen können, sind selbst komplexere Drucke
mit geringem Aufwand möglich.
Der Auftrag der Tintenformulierung auf das zu färbende Material erfolgt, gemäß
dem Tintenstrahl-Druckverfahren, gezielt in winzigen Tintentropfen. Das auf
diese Weise gefärbte Material wird anschließend einer Behandlung mit
Heißdampf, Heißluft oder mittels einer anderen Energie, wie mittels Bestrahlung
mit elektromagnetischen Wellen im Mikrowellen- oder Radiofrequenzbereich,
behandelt, wobei die Fixierung der Farbstoffe auf dem Fasermaterial erfolgt.
Die Zeitdauer dieser Hitzebehandlung beträgt bei Heißluft etwa 20 bis 180
Sekunden und bei Heißdampf etwa 3 bis 20 Minuten. Bei niederen
Temperaturen sind für die Fixierung längere Fixierzeiten notwendig als bei
höheren Temperaturen. Vorzugsweise wird 10 bis 15 Minuten bei 103°C im
Sattdampf, 5 bis 15 Minuten im Heißdampf (130°C) oder 45 bis 90 Sekunden
bei 190 bis 210° C in Heißluft fixiert.
Die Fertigstellung der bedruckten Ware erfolgt in üblicher Weise durch Spülen,
Seifen und nochmaliges Spülen und Trocknen.
Es werden gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren farbstarke Druckmuster
mit den üblichen guten Echtheitseigenschaften erhalten. Unterschiedlich tief
gefärbte Nuancen des gleichen Farbtons sind durch Verwendung des
Tintenstrahl-Verfahrens sehr einfach erzielbar, so durch Steuerung der
Auftragsmenge der Farbstofflösung, z. B. durch mehrfaches Überdrucken
derselben Zeile, oder auch durch Aufrasterung und Drucken eines feinen
Punkterasters, das bei heutigen Ink-Jet-Drucken, je nach Verfahren, sogar über
400 dpi liegen kann. Ohne einen Neuansatz der Färbeflotte lassen sich so eine
Vielzahl von Farbintensitäten (Farbsättigungen) erhalten.
Für die erfindungsgemäße Färbeweise sind alle wasserlöslichen, faserreaktiven
Farbstoffe geeignet. Faserreaktive Farbstoffe sind solche organischen
Farbstoffe, die 1, 2, 3 oder 4 faserreaktive Reste der aliphatischen,
aromatischen oder heterocyclischen Reihe enthalten. Solche Farbstoffe sind
zahlreich in der Literatur beschrieben. Die Farbstoffe können den
verschiedensten Farbstoffklassen angehören, wie beispielsweise der Klasse der
Monoazo-, Disazo-, Polyazo-, Metallkomplex-Azo-, wie 1 : 1-Kupfer-, 1 : 2-Chrom-
und 1 : 2-Kobaltkomplex-Monoazo- und -Disazo-Farbstoffe, weiterhin der Reihe
der Anthrachinonfarbstoffe, Kupfer-, Nickel- und Kobaltphthalocyaninfarbstoffe,
Kupferformazanfarbstoffe, Azomethin-, Nitroaryl-, Dioxazin-, Triphendioxazin-,
Phenazin- und Stilbenfarbstoffe. Unter faserreaktive Farbstoffen werden solche
verstanden, die eine "faserreaktive" Gruppe besitzen, d. h. eine Gruppe, die mit
den Hydroxygruppen der Cellulose oder mit den Amino- und eventuellen
Carboxygruppen von Polyamiden unter Bildung covalenter chemischer
Bindungen zu reagieren vermögen. Der faserreaktive Rest kann direkt oder über
ein Brückenglied an den Farbstoffrest gebunden sein; vorzugsweise ist er direkt
oder über eine gegebenenfalls monoalkylierte Aminogruppe, wie beispielsweise
eine Gruppe der Formel -NH- , -N(CH3)- , -N(C2H5)- oder -N(C3H7)- , oder
über einen aliphatischen Rest, wie einen Methylen-, Ethylen- oder Propylen-Rest
oder einen Alkylenrest von 2 bis 8 C-Atomen, der durch eine oder zwei Oxi-
und/oder Aminogruppen unterbrochen sein kann, oder über ein eine
Aminogruppe enthaltendes Brückenglied, wie beispielsweise eine
Phenylaminogruppe, an den Farbstoffrest gebunden.
Faserreaktive Reste sind beispielsweise: Vinylsulfonyl, β-Chlorethylsulfonyl,
β-Sulfatoethylsulfonyl, β-Acetoxy-ethylsulfonyl, β-Phosphatoethylsulfonyl,
β-Thiosulfatoethylsulfonyl, N-Methyl-N-(β-sulfatoethyl-sulfonyl)-amino, Acryloyl,
-CO-CCl=CH2, -CO-CH=CH-Cl, -CO-CCl=CHCl, -CO-CCl=CH-CH3,
-CO-CBr=CH2, -CO-CH=CH-Br, -CO-CBr=CH-CH3, -CO-CCl=CH-COOH,
-CO-CH=CCl-COOH, -CO-CBr=CH-COOH, -CO-CH=CBr-COOH,
-CO-CCl=CCl-COOH, -CO-CBr=CBr-COOH, β-Chlor- oder β-Brompropionyl,
3-Phenylsulfonylpropionyl, 3-Methylsulfonylpropionyl, 3-Chlor-3-
phenylsulfonylpropionyl, 2,3-Dichlorpropionyl, 2,3-Dibrompropionyl, 2-Fluor-2-
chlor-3,3-difluorcyclobutan-2-carbonyl, 2,2,3,3-Tetrafluorcyclobutan-1-carbonyl
oder -1-sulfonyl, β-(2,2,3,3-Tetrafluorcyclobutyl-1)acryloyl, α- oder
β-Methylsulfonylacryloyl, Propiolyl, Chloracetyl, Bromacetyl, 4-(β-Chlorethyl
sulfonyl)-butyril, 4-Vinylsulfonyl-butyryl, 5-(β-Chlorethyl-sulfonyl)valeryl,
5-Vinylsulfonyl-valeryl, 6-(β-Chlorethyl-sulfonyl)-caproyl, 6-Vinylsulfonyl-caproyl,
4-Fluor-3-nitro-benzoyl, 4-Fluor-3-nitrophenylsulfonyl, 4-Fluor-3-methyl
sulfonylbenzoyl, 4-Fluor-3-cyano-benzoyl, 2-Fluor-5-methylsulfonyl-benzoyl,
2,4-Dichlortriazinyl-6, 2,4-Dichlor-pyrimidinyl-6,2,4,5-Trichlorpyrimidinyl-6,
2,4-Dichlor-5-nitro- oder -5-methyl- oder -5-carboxymethyl oder -5-carboxy oder
-5-cyano oder -5-vinyl oder -5-sulfo oder -5-mono-, di- oder trichlormethyl oder
5-methylsulfonyl-pyrimidinyl-6, 2,5 Dichlor-4-methylsulfonyl-pyrimidinyl-6,
2-Fluor-4-pyrimidinyl, 2,6-Difluor-4-pyrimidinyl, 2,6-Difluor-5-chlor-4-pyrimidinyl,
2-Fluor-5,6-dichlor-4-pyrimidinyl, 2,6-Difluor-5-methyl-4-pyrimidinyl, 2,5-Difluor-
6-methyl-4-pyrimidinyl, 2-Fluor-5-methyl-6-chlor-4-pyrimidinyl, 2-Fluor-5-nitro-6-
chlor-4-pyrimidinyl, 5-Brom-2-fluor-4-pyrimidinyl, 2-Fluor-5-cyan-4-pyrimidinyl,
2-Fluor-5-methyl-4-pyrimidinyl, 2,5,6-Trifluor-4-pyrimidinyl, 5-Chlor-6-
chlormethyl-2-fluor-4-pyrimidinyl, 2,6-Difluor-5-brom-4-pyrimidinyl, 2-Fluor-5-
brom-6-chlor-methyl-4-pyrimidinyl, 2,6-Difluor-5-chlormethyl-4-pyrimidinyl,
2,6-Difluor-5-nitro-4-pyrimidinyl, 2-Fluor-6-methyl-4-pyrimidinyl, 2-Fluor-5-chlor-
6-methyl-4-pyrimidinyl, 2-Fluor-5-chlor-4-pyrimidinyl, 2-Fluor-6-chlor-4-
pyrimidinyl, 6-Trifluormethyl-5-chlor-2-fluor-4-pyrimidinyl, 6-Trifluormethyl-2-
fluor-4-pyrimidinyl, 6-Trifluormethyl-2-fluor-4-pyrimidinyl, 2-Fluor-5-nitro-4-
pyrimidinyl, 2-Fluor-5-trifluormethyl-4-pyrimidinyl, 2-Fluor-5-phenyl oder
-5-methylsulfonyl-4-pyrimidinyl, 2-Fluor-5-carbonamido-4-pyrimidinyl, 2-Fluor-5-
carbomethoxy-4-pyrimidinyl, 2-Fluor-5-brom-6-trifluormethyl-4-pyrimidinyl,
2-Fluor-6-carbonamido-4-pyrimidinyl, 2-Fluor-6-carbomethoxy-4-pyrimidinyl,
2-Fluor-6-phenyl-4-pyrimidinyl, 2-Fluor-6-cyan-4-pyrimidinyl, 2,6-Difluor-5-
methylsulfonyl-4-pyrimidinyl, 2-Fluor-5-sulfonamido-4-pyrimidinyl, 2-Fluor-5-
chlor-6-carbomethoxy-4-pyrimidinyl, 2,6-Difluor-5-trifluormethyl-4-pyrimidinyl,
2,4-Bis-(methylsulfonyl)-pyrimidinyl-4, 2,5-Bis-(methyl-sulfonyl)-5-chlor
pyrimidinyl-4, 2-Methylsulfonylpyrimidinyl-4, 2-Phenylsulfonyl-pyrimidinyl-4,
2-Methylsulfonyl-5-chlor-6-methyl-pyrimidinyl-4, 2-Methylsulfonyl-5-brom-6-
methylpyrimidinyl-4, 2-Methylsulfonyl-5-chlor-6-ethyl-pyrimidinyl-4,
2-Methylsulfonyl-5-chlor-methyl-pyrimidinyl-4, 2-Methylsulfonyl-5-nitro-6-
methyl-pyrimidinyl-4, 2,5,6-Tris-methylsulfonyl-pyrimidinyl-4, 2-Methylsulfonyl-
5,6-dimethyl-pyrimidinyl-4, 2-Ethylsulfonyl-5-chlor-6-methylpyrimidinyl-4,
2-Methylsulfonyl-6-chlorpyrimidinyl-4, 2,6-Bis-(methylsulfonyl)-5-chlor
pyrimidinyl-4, 2-Methylsulfonyl-6-carboxy-pyrimidinyl-4, 2-Methylsulfonyl-5-
sulfopyrimidinyl-4, 2-Methylsulfonyl-6-carbomethoxy-pyrimidinyl-4,
2-Methylsulfonyl-5-carboxy-pyrimidinyl-4, 2 Methylsulfonyl-5-cyan-6-methoxy
pyrimidinyl-4, 2-Methylsulfonyl-5-chlor-pyrimidinyl-4, 2-Sulfoethylsulfonyl-6-
methylpyrimidinyl-4, 2-Methylsulfonyl-5-brom-pyrimidinyl-4, 2-Phenylsulfonyl-5-
chlor-pyrimidinyl-4, 2-Carboxymethylsulfonyl-5-chlor-6-methyl-pyrimidinyl-4,
2,4-Dichlorpyrimidin-6-carbonyl oder -6-sulfonyl, 2,4-Dichlorpyrimidin-5-carbonyl
oder -5-sulfonyl, 2-Chlor-4-methylpyrimidin-5-carbonyl, 2-Methyl-4-
chlorpyrimidin-5-carbonyl, 2-Methylthio-4-fluorpyrimidin-5-carbonyl, 6-Methyl-
2,4-dichlorpyrimidin-5-carbonyl, 2,4,6-Trichlorpyrimidin-5-carbonyl, 2,4-Di
chlorpyrimidin-5-sulfonyl, 2,4-Dichlor-6-methyl-pyrimidin-5-carbonyl oder
-5-sulfonyl, 2-Methylsulfonyl-6-chlorpyrimidin-4 und -5-carbonyl, 2,6-Bis-
(methylsulfonyl)-pyrimidin-4 oder -5-carbonyl, 2-Ethylsulfonyl-6-chlorpyrimidin- 5-
carbonyl, 2,4-Bis-(methylsulfonyl)-pyrimidin-5-sulfonyl, 2-Methylsulfonyl-4-chlor-
6-methylpyrimidin-5-sulfonyl- oder -5-carbonyl, 2-Chlorchinoxalin-3-carbonyl,
2- oder 3-Monochlorchinoxalin-6-carbonyl, 2- oder 3-Monochlorchinoxalin-6-
sulfonyl, 2,3-Dichlorchinoxalin-5- oder -6-carbonyl, 2,3-Dichlorchinoxalin-5- oder
-6-sulfonyl, 1,4-Dichlorphthalazin-6-sulfonyl- oder -6-carbonyl,
2,4-Dichlorchinazolin-7- oder -6-sulfonyl- oder -carbonyl, 2,4, 6-
Trichlorchinazolin-7 oder 8-sulfonyl, 2- oder 3- oder 4-(4′,5′-Dichlor-pyridazon-
6′-yl-1′)-phenylsulfonyl oder -carbonyl, β-(4′,5′-Dichlorpyridazinon-6′-yl-1′)-
propionyl, 3,6-Dichlorpyridazin-4-carbonyl oder -4-sulfonyl, 2-Chlorbenzthiazol-
5- oder -6-carbonyl oder -5 oder -6-sulfonyl, 2-Arylsulfonyl- oder
2-Alkylsulfonylbenzthiazol-5- oder -6-carbonyl oder -5- oder
-6-sulfonyl, wie 2-Methylsulfonyl- oder 2-Ethylsulfonylbenzthiazol-5- oder
-6-sulfonyl oder -carbonyl, 2-Phenylsulfonyl-benzthiazol-5- oder -6-sulfonyl- oder
-carbonyl und die entsprechenden im ankondensierten Benzolring Sulfogruppen
enthaltenden 2-Sulfonylbenzthiazol-5- oder -6-carbonyl- oder -sulfonyl-Derivate,
2-Chlorbenzoxazol-5- oder -6-carbonyl- oder -sulfonyl, 2-Chlorbenzimidazol-5-
oder -6-carbonyl oder -sulfonyl, 2-Chlor-1-methylbenzimidazol-5- oder
-6-carbonyl oder -sulfonyl, 2-Chlor-4-methylthiazol-(1,3)-5-carbonyl) oder
-4- oder -5-sulfonyl; ammoniumgruppenhaltige Triazinringe, wie
2-Trimethylammonium-4-phenylamino- und 4-(o, m- oder p-Sulfophenyl)-amino
triazinyl-6, 2-(1,1-Dimethylhydrazinium)-4-phenylamino- und 4-(o-, m- oder
p-Sulfophenyl)-aminotriazinyl-6, 2-(2-Isopropyliden-1,1-dimethyl)hydrazinium-4-
phenylamino- und 4-(o-, m- oder p-Sulfophenyl)-aminotriazinyl-6, 2-N-
Aminopyrrolidinium-, 2-N-Aminopiperidinium-4-phenylamino- oder 4-(o, m- oder
p-Sulfophenyl)-aminotriazinyl-6, 4-Phenylamino- oder 4-(Sulfophenylamino)-
triazinyl-6, die in 2-Stellung über eine Stickstoffbindung das 1 ,4-Bis-aza-
bicyclo[2,2,2]octan oder das 1,2-Bis-aza-bicyclo-[0,3,3] octan quartär gebunden
enthalten, 2-Pyridinium-4-phenylamino- oder 4-(o-, m- oder p-Sulfophenyl)-
amino-triazinyl-6 sowie entsprechende 2-Oniumtriazinyl-6-Reste, die in
4-Stellung durch Alkylamino, wie Methylamino, Ethylamino oder β-Hydroxy
ethylamino, oder Alkoxy, wie Methoxy oder Ethoxy, oder Aryloxy, wie Phenoxy
oder Sulfophenoxy, substituiert sind.
Nach der Fixierung des Farbstoffes auf dem Substrat genügt ein übliches ein-
oder mehrmaliges Spülen des gefärbten Substrates mit warmem oder heißem
und gegebenenfalls kaltem Wasser.
Insbesondere beim Drucken von Cellulosefasern enthaltenden Materialien,
beispielsweise Textilien aus Polyester-/Cellulose-Fasern, ist es zweckmäßig, der
Tintenformulierung einen Dispersionsfarbstoff zuzusetzen. Als
Dispersionsfarbstoffe kommen alle üblichen Dispersionsfarbstoffe in Betracht,
beispielsweise solche aus der Gruppe der Azo-, Nitro-, Antrachinon-, Methin-,
Chinolin-, Benzimidazol- und Oxazin-Farbstoffe.
Die der Tintenformulierung zugesetzte Menge des Dispersionsfarbstoffes beträgt
zweckmäßigerweise 10 bis 150, vorzugsweise 10 bis 100 g pro Liter
Tintenformulierung, die notwendigerweise Dimethylformamid, N-Methyl
pyrrolidon oder andere Lösungsmittel für Dispersionsfarbstoffe enthält.
Es ist prinzipiell auch möglich, das zu bedruckende Fasermaterial in einem ersten
Schritt mit einer Klotzflotte vorzubehandeln, die das alkalifreisetzende Mittel und
gegebenenfalls Verdickungsmittel wie Alginate enthält, bei Temperaturen bis
maximal 100°C zu trocknen und anschließend in einem zweiten Schritt mit einer
wäßrigen Farbstofflösung zu bedrucken. Diese Variante ist jedoch ein
Zweistufenverfahren und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine wäßrige
Tintenformulierung für den Ink-Jet-Druck oder für eine andere berührungslose
Minimalauftragssprühtechnik, bestehend im wesentlichen aus
- a) einer wäßrigen Lösung eines Reaktivfarbstoffs;
- b) mindestens einem Alkalifluorid, Alkaliformiat, Alkalicitrat oder einem Alkalisalz einer C2-C4-Dicarbonsäure;
sowie gegebenenfalls aus
- c) einem oder mehreren Dispersionsfarbstoffen;
- d) einem oder mehreren kristallwasserhaltigen Salzen;
- e) hydrotropen Substanzen und/oder
- f) weiteren üblichen Zusatzstoffen, beispielsweise Antiaggregationsmittel, Netzmittel, ionische oder nicht-ionische Tenside.
Die Konzentrationen der Reaktivfarbstoffe, der alkalisch wirkenden Mittel sowie
der gegebenenfalls zugesetzten Dispersionsfarbstoffe, kristallwasserhaltigen
Salze und/oder hydrotropen Substanzen in der wäßrigen Tintenformulierung sind
bereits bei der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens genannt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, helle und tiefe Farbtöne
auf Cellulosefasern oder Cellulosefasern enthaltenden Materialien mit guter
Farbstärke und hervorragender Konturschärfe zu erzielen.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Ink-Jet-Druckverfahrens liegen in der
einfachen Durchführung, der preiswerten Verfügbarkeit des alkalisch wirkenden
Mittels sowie in der Umweltfreundlichkeit der Reaktionsweise und der
Reaktionsprodukte.
Die nachstehenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. Die darin
genannten Teile sind Gewichtsteile, die Prozentangaben stellen
Gewichtsprozente dar, sofern nicht anders vermerkt. Gewichtsteile beziehen
sich zu Volumenteilen wie Kilogramm zu Liter.
Ein Gewebe aus mercerisierter und gebleichter Baumwolle wird mittels einer
oder zweier Walzen zur Führung und Spannung des Gewebes unter einem Ink-
Jet-Drucker hindurchgeführt und mittels einer wäßrigen 6%igen Farbstofflösung
des aus der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 19 43 904 bekannten
Farbstoffes der Formel
und einem Zusatz von 20% Natriumformiat, bezogen auf die Farbstofflösung,
mit hohem Auftrag der Farbstofflösung bedruckt. Das so bedruckte Gewebe
wird anschließend 15 Minuten bei 105°C gedämpft, danach mit kaltem und
heißem Wasser gespült, wobei das heiße Wasser ein handelsübliches Netzmittel
enthalten kann, gegebenenfalls nochmals mit kaltem Wasser gespült und
getrocknet.
Es wird bei minimalem Flottenauftrag und geringer Abwasserbelastung ein
farbstarker konturscharfer roter Druck erhalten, der gute Allgemeinechtheiten,
insbesondere gute Wasch- und Lichtechtheiten, besitzt.
Ein mercerisiertes und gebleichtes Baumwollgewebe wird beispielsweise in
einem handelsüblichen Büro-Tintenstrahldrucker mit wasserlöslichen
faserreaktiven Farbstoffen bedruckt, wobei die Grundfarben der subtraktiven
Farbmischung (Gelb, Cyan, Magenta und zusätzlich Schwarz) in einem
Arbeitsgang aufgetragen werden. Jede Tinte enthält 10% Farbstoff und 20%
Natriumformiat. Zur anschließenden Fixierung verwendet man einen Dämpfer bei
105°C, 20 Minuten und wäscht anschließend heiß nach.
a) Ein Gewebe aus mercerisierter und gebleichter Baumwolle wird auf einer
Unterlage befestigt und in einem handelsüblichen Büro-Tintenstrahldrucker mit 6
%igen wäßrigen Lösungen von faserreaktiven Farbstoffen bedruckt, wobei die
Grundfarben der subtraktiven Farbmischung (Gelb, Cyan, Magenta und
zusätzlich Schwarz) in vier einzelnen Gängen hintereinander aufgetragen
werden. Die Farbstofflösungen enthalten jeweils 15% Kaliumfluorid. Zur
anschließenden Fixierung verwendet man einen Hochtemperatur-Dämpfer bei
130° C und wäscht anschließend heiß nach.
b) Zur Herstellung eines orangen Druckes kann man beispielsweise den aus der
europäischen Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 0 061 151 bekannten
Farbstoff der Formel
(in Form des Alkalimetallsalzes) einsetzen. Es wird ein konturscharfes Muster bei
minimalem Auftrag der Farbstofflösung erhalten. Nach der Fixierung des
Farbstoffes in einem Dämpfer erhält man echte orangene Färbungen.
Ein mercerisiertes und gebleichtes Baumwollgewebe wird auf einem
Flachbettdrucker unter ausschließlicher Bewegung des Druckkopfes in einem
Arbeitsgang unter Verwendung eines faserreaktiven Farbstoffes, wie
beispielsweise eines in den vorhergehenden oder nachfolgenden Beispielen
beschriebenen Farbstoffes, unter Zuhilfenahme von 200 g/l Natriumformiat als
alkalisch wirkende Komponente, bedruckt. Anschließend wird das bedruckte
Material mit Trockenhitze zwecks Fixierung des Farbstoffes behandelt und
anschließend heiß geseift.
Ein Polyester-/Cellulose-Gewebe wird mit Hilfe einer oder zweier Gummiwalzen
direkt eingezogen und in einem Arbeitsgang mit einer Mischung aus
faserreaktiven Farbstoffen, Dispersionsfarbstoffen und 200 g/l Natriumformiat in
den Grundfarben der substraktiven Farbmischung mittels einem Ink-Jet-Drucker
bedruckt. Die anschließende Fixierung erfolgt in einem Hochtemperatur-Dämpfer
bei 180° C. Die Reaktivfarbstoffe sind auf dem Material fixiert und die
Dispersionsfarbstoffe in die Polyesterfasern diffundiert, so daß eine Nachwäsche
in der Regel nur wenig nichtfixierten Farbstoff ablöst.
a) Ein Viskosegewebe wird in einem handelsüblichen Tintenstrahldrucker unter
Verwendung einer wäßrigen Lösung eines schwarzen Reaktivfarbstoffes (10%)
und wäßriger Lösungen von faserreaktiven Farbstoffen, deren Grundfarben Gelb
(12%), Cyan (10%) und Magenta (9%) einer substraktiven Farbmischung
entsprechen, unter Zusatz von 20% Kaliumfluorid bedruckt. Das Gewebe wird
anschließend in einem Hochtemperatur-Dämpfer bei 130°C und 30%
Luftfeuchtigkeit fixiert.
b) Zur Herstellung eines brilliant roten, konturscharfen Druckes kann in der unter
a) angegebenen Verfahrensweise verfahren werden, wenn man mittels eines
handelsüblichen Tintenstrahldruckers lediglich die wäßrige Lösung des aus
Beispiel 1 der Europäischen Patentschrift Nr. 0 032 187 bekannten Farbstoffes
der Formel
und eines Zusatzes von 20% Kaliumfluorid druckt.
Es wird ein waschechter Druck mit scharfen Konturen erhalten.
Mercerisiertes Baumwollgewebe wird auf einer Unterlage befestigt und in einem
handelsüblichen Büro-Tintenstrahldrucker mit wäßrigen Farbstofflösungen unter
Zusatz von 25% Natriumformiat bedruckt, wobei die Grundfarben der
subtraktiven Farbmischung (Gelb (10%), Cyan (8%), Magenta (8%) und
zusätzlich Schwarz (10%)) in vier einzelnen Gängen hintereinander aufgetragen
werden. Die Farbstoffe werden anschließend auf dem Material mittels eines
Hochtemperatur-Dämpfers bei 180°C fixiert. Das in einem konturenscharfen
Druckmuster gefärbte Material wird anschließend heiß nachgewaschen.
Ein Gewebe aus mercerisierter und gebleichter Baumwolle wird in einem
handelsüblichen Tintenstrahldrucker mit einer 6% wäßrigen Lösung des aus der
europäischen Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 0 061 151 bekannten
Farbstoffes der Formel
(in Form des Alkalimetallsalzes) unter Zusatz von 15% Natriumformiat, bezogen
auf die wäßrige Lösung, bedruckt. Die Fixierung erfolgt anschließend in einem
Hochtemperatur-Dämpfer bei 190° C. Es wird ein konturenscharfer oranger
Druck mit guten Echtheitseigenschaften erhalten.
Zur Herstellung weiterer Färbungen nach der erfindungsgemäßen
Verfahrensweise geht man von einem Cellulosefasermaterial aus, bedruckt
dieses nach der Verfahrensweise eines Tintenstrahl-Druckers, beispielsweise
analog nach einer der in den obigen Ausführungsbeispielen beschriebenen
Methoden, unter Anwendung wäßriger Lösungen eines oder mehrerer in den
nachfolgenden Tabellenbeispielen angegebenen, bekannten Farbstoffe (die
Farbstoffe sind in Form der freien Säure geschrieben; sie werden jedoch in Form
ihrer Alkalimetallsalze eingesetzt).
Man erhält klare, farbstarke Druckmuster mit den in dem jeweiligen
Tabellenbeispiel angegebenen Farbton und den für den jeweiligen Farbstoff
guten Echtheitseigenschaften.
Claims (13)
1. Verfahren zum Bedrucken von flächigen Cellulosefasermaterialien oder
Cellulosefasern enthaltenden Materialien mit Reaktivfarbstoffen unter
Anwendung eines einphasigen Ink-Jet-Verfahrens oder einer anderen
berührungslosen Minimalauftragssprühtechnik und anschließender Fixierung der
Reaktivfarbstoffe auf der Faser, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige
Tintenformulierung ein Alkalifluorid, ein Alkaliformiat, ein Alkalicitrat, ein
Alkalisalz einer C2-C4-Dicarbonsäure oder eine Mischung der genannten
Alkalisalze enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Alkalimetall Lithium, Natrium oder Kalium ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Alkalisalz Natriumfluorid, Kaliumfluorid, Lithiumformiat, Natriumformiat,
Kaliumformiat, Natriumcitrat, Kaliumcitrat, Lithiumcitrat, Lithiummalonat,
Natriummalonat, Kaliummalonat, Natriumoxalat oder Kaliumoxalat ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Alkalisalz Natriumformiat ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Alkalisalz Kaliumfluorid ist.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Alkalisalz oder die Mischung der Alkalisalze in einer
Konzentration von 30 bis 300 g pro Liter Tintenformulierung, vorzugsweise 100
bis 200 g pro Liter Tintenformulierung, vorhanden ist.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Tintenformulierung zusätzlich eine oder mehrere
hydrotrope Substanz(en), vorzugsweise Harnstoff, ein Glykolmonoalkylether
oder Glykol, vorhanden ist/sind.
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Tintenformulierung zusätzlich ein oder mehrere
kristallwasserhaltige(s) Salz(e), vorzugsweise Lithiumchlorid, Lithiumsulfat,
Natriumsulfat oder Natriumcitrat, vorhanden ist/sind.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Tintenformulierung zusätzlich ein oder mehrere
Dispersionsfarbstoffe vorhanden sind.
10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das zu bedruckende Fasermaterial Baumwolle, Zellwolle,
Regeneratcellulose (Viskose) oder ein Polyester/Cellulose-Mischgewebe ist.
11. Wäßrige Tintenformulierung für den Ink-Jet-Druck oder für eine andere
berührungslose Minimalauftragssprühtechnik, bestehend im wesentlichen aus
- a) einer wäßrigen Lösung eines Reaktivfarbstoffs;
- b) mindestens einem Alkalifluorid, Alkaliformiat, Alkalicitrat oder einem Alkalisalz einer C2-C4-Dicarbonsäure;
sowie gegebenenfalls aus
- c) einem oder mehreren Dispersionsfarbstoffen;
- d) einem oder mehreren kristallwasserhaltigen Salzen;
- e) hydrotropen Substanzen und/oder
- f) weiteren üblichen Zusatzstoffen.
12. Wäßrige Tintenformulierung gemäß Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Komponente b) Natriumformiat oder Kaliumfluorid ist.
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