TWI478991B - An ink composition, and a method of dyeing the fiber using the ink composition - Google Patents

An ink composition, and a method of dyeing the fiber using the ink composition Download PDF

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Description

墨水組成物及使用此墨水組成物之纖維的印染方法
本發明係有關於一種染料墨水組成物及使用此墨水組成物之纖維的印染方法，更詳言之，係有關於一種纖維素系纖維及聚醯胺系纖維的印染方法。
使用噴墨印刷機來進行之纖維的噴墨印染，相較於網版印染、滾筒(roller)印染、輪轉(rotary)印染等的印染方法，具有以下等許多的優點，
(1)不需要製版製程，能夠縮短製程，
(2)能夠透過電腦將經數位化的圖案直接印花，
(3)即便每次少量亦能夠生產多品種的製品，
(4)能夠大幅度地削減染料色糊的廢液。
另一方面，相較於先前的製版印染，有印花加工速度慢且難以重現深色等之課題，所以多半使用於製造樣品布或少量生產的範圍。
近年來，由於電腦的畫像處理或印刷頭(亦稱為噴墨頭等)製造的技術性進步，噴墨印刷機的印花速度大幅度地提升，而且在市場要求印花圖案的數位化、印花加工的多樣化及小批量化等之背景，噴墨印染的普及正在進展中。
作為噴墨印染用的染料墨水，銷售中的有絲綢、耐綸等的聚醯胺系纖維用酸性染料墨水；聚酯系纖維用分散染料墨水；棉、嫘縈等的纖維素系纖維用反應染料墨水等。
該等噴墨印染用染料墨水，通常是在水中使染料溶解或分散而成之水性墨水，為了抑制水分蒸發引起墨水的乾燥且為了調整墨水的黏度之目的，而在墨水中添加乙二醇、二伸乙甘醇、三伸乙甘醇等的二醇類或該等二醇類的一烷基醚等的化合物、或是甘油等的有機溶劑。
但是，反應染料，係藉由存在於其染料分子中之可與纖維反應的反應性基，與存在於纖維中的羥基等反應，來固著於該纖維。因此，若添加上述物來作為有機溶劑而被包含於含有反應染料之墨水中，則在墨水的保存中或是印花後，為了染料固著之目的而進行之利用熱的反應固著製程，在此製程中，上述有機溶劑等所具有之羥基及/或羧基等，會與染料進行反應，會有容易產生染料對纖維的固著率低落之問題。因此，在反應染料墨水中所添加的有機溶劑必須選擇與反應染料的反應性低者，或是必須添加與染料的反應性低者來抑制染料與該溶劑的反應，已有提案揭示此種有機溶劑。
作為其具體例，已知在墨水中添加硫二甘醇(專利文獻1)、丙二醇(專利文獻2)、1,3-丁二醇(專利文獻3)、甘油的EO加成物(專利文獻4)、聚丙二醇(專利文獻5)等。
在此，作為一種含有反應染料以外的染料或顏料來作為著色劑之墨水組成物，亦已知有一種含有聚氧伸烷基二甘油基醚者。該等的墨水組成物，由於未使用反應染料以及其著色對象不是纖維或其構造物也就是布帛等之理由，其用途不同，而作為此種墨水的例子，可舉出專利文獻6至8所揭示的筆記器具用的水性墨水組成物及噴墨用墨水組成物。
又，不管該墨水組成物的用途，一般而言，會在墨水組成物中，作為添加劑之一而含有界面活性劑。例如含有聚氧伸烷基二甘油基醚，同時在上述專利文獻6及7係各自含有非離子界面活性劑，在專利文獻8係含有陰離子界面活性劑。又，在專利文獻9中，實質上揭示一種併用非離子界面活性劑及陰離子界面活性劑而成之噴墨印染用墨水組成物。
已知界面活性劑具有降低墨水的表面張力之功能等。例如噴墨用途時，係將提升墨水的吐出性能或印花物等的效果設作目的而使用。
另一方面，近年來，為了確保吐出安定性之墨水的物性，一般認為8～20mPa‧s左右的黏度是必要的，並且正在開發工業用的高耐久性噴墨頭及搭載其之高速印刷機。
又，作為提升印花物品質的方法之一，已知有一種藉由添加界面活性劑而調整墨水的表面張力，能夠控制墨水對纖維等的記錄媒體之滲透或滲色，來改良印花物的畫質之方法。通常藉由將表面張力下降，能夠提高對纖維等的記錄媒體之滲透性，來降低印花物的粒狀感，但是將表面張力過度下降時，會有印花物的細線部分產生滲色，致使印花畫像雜亂之問題。
如此，因為墨水的表面張力太高、或是反過來太低時畫像品質都會產生問題，有必要依照記錄媒體的種類而調整在適當範圍。
在專利文獻5，揭示一種含有反應染料、非離子界面活性劑、水及多元醇而成之噴墨印染用墨水組成物。
在專利文獻10，揭示一種含有反應染料、特定化學式所表示的化合物、非離子界面活性劑及水而成之噴墨印染用墨水組成物。
而且，噴墨印染用墨水組成物，被要求不會受到氣溫變動的影響而能夠得到良好的吐出性及良好的印花物畫像品質。例如在夏季與冬季氣溫差異大的環境下使用時，夏季顯示良好的吐出性能之墨水，在冬季變為吐出不良等而成為一個問題。若改善該冬季之吐出性能，則反而會時常產生染色性能不充分等之問題，市場大多要求提供一種反應染料墨水，不會受到氣溫變動的影響而能夠兼備吐出性與染色性能兩者。
但是，目前尚無法得到一種反應染料墨水，其能夠滿足工業用的高速噴墨印刷機所要求之在高驅動頻率中的不會受到氣溫變動影響的連續吐出性能及印花物的畫像品質。
[先前技術文獻]
(專利文獻)
專利文獻1：日本特許第3323549號(實施例1)
專利文獻2：日本特開2002-241639號公報(實施例3)
專利文獻3：日本特開2003-306627號公報(實施例2)
專利文獻4：日本特許第3582434號
專利文獻5：日本特表2005-520015號公報
專利文獻6：日本特開平4-36362號公報
專利文獻7：日本特開2004-346134號公報
專利文獻8：日本特開2004-155869號公報
專利文獻9：日本特開2007-238687號公報(製造例4至9)
專利文獻10：國際公開第2009/104547號
本發明之目的在於提供一種纖維素系纖維及聚醯胺系纖維染色用的反應染料墨水組成物，該反應染料墨水組成物，對於搭載有工業噴墨頭之印刷機(工業用噴墨印刷機)而言，具有適當的黏度，且在25℃的通常室溫下及在10℃低溫環境下之任一種情況，不會受到溫度變化的影響而在高驅動頻率下的連續吐出安定性優良且具有良好的染色性能。
為了解決上述課題，本發明人專心研討的結果，發現以下的水系墨水組成物，能夠解決上述課題，而完成了本發明，該水系墨水組成物至少含有：1種類的反應染料、下述式(1)所表示的特定化合物、以及非離子界面活性劑和陰離子界面活性劑之2種類的界面活性劑。
亦即，本發明係
1)　一種墨水組成物，其至少含有：1種類的反應染料、具有以環氧乙烷及/或環氧丙烷在二甘油(diglycerin)加成聚合而成的構造之化合物、非離子界面活性劑、陰離子界面活性劑及水。
2)　如上述1)之墨水組成物，其中上述具有以環氧乙烷及/或環氧丙烷在二甘油加成聚合而成的構造之化合物，係下述式(1)所表示的化合物，
[式中，X1 、X2 、X3 及X4 係各自獨立地表示氫原子或甲基，j、k、m及n係表示總和為4以上、40以下的數目]。
3)　如上述1)或2)之墨水組成物，其中上述非離子界面活性劑係炔二醇系界面活性劑或炔醇系界面活性劑，且陰離子界面活性劑係磺酸基琥珀酸系界面活性劑。
4)　如上述2)之墨水組成物，其中上述式(1)中之X1 、X2 、X3 及X4 ，全部係甲基。
5)　如上述1)之墨水組成物，其中相對於墨水組成物的總質量，各自含有0.5～35質量%的反應染料、3～50質量%的具有以環氧乙烷及/或環氧丙烷在二甘油加成聚合而成的構造之化合物、0.05～2質量%的非離子界面活性劑、0.05～2質量%的陰離子界面活性劑，且剩餘部分為水。
6)　如上述1)之墨水組成物，其中更含有水溶性有機溶劑。
7)　如上述1)之墨水組成物，其中相對於墨水組成物的總質量，更含有0.05～3質量%的pH調整劑。
8)　一種纖維的印染方法，包含以下製程：使用上述1)至7)之墨水組成物作為墨水，並使該墨水的墨水滴藉由噴墨印刷機吐出而賦予至纖維之製程；將藉由該製程所賦予的墨水組成物中的染料，利用熱使其反應而固著於上述纖維之製程；及洗淨殘留在上述纖維中的未固著染料之製程。
9)　如上述8)之纖維的印染方法，其中更包含纖維的前處理製程，其係使含有1種類以上的糊劑、前處理用的pH調整劑及水溶助長性劑(hydrotropy agent)之水溶液，含浸於要賦予墨水組成物之前的前述纖維中。
10)　一種印染物，其係藉由如上述8)之纖維的印染方法印染而成。
藉由使用本發明之墨水組成物及使用此墨水組成物之印染方法，能夠提供一種纖維素系纖維及聚醯胺系纖維染色用的反應染料墨水組成物，該反應染料墨水組成物，對於搭載有將高黏度墨水設作必要的工業噴墨頭之印刷機而言，在25℃的通常室溫下及在10℃低溫環境下之任一種情況，不會受到溫度變化的影響而在高驅動頻率下的連續吐出安定性優良且具有良好的染色性能。
本發明的墨水組成物，含有反應染料作為色素，而且是一種實質上為溶液的水性墨水組成物，其含有：以具有環氧乙烷及/或環氧丙烷在二甘油加成聚合而成的構造之化合物、非離子界面活性劑及陰離子界面活性劑。
作為纖維素系纖維的染色用染料，通常係使用反應染料，作為聚醯胺系纖維的染色用染料，通常係使用酸性染料，但是聚醯胺系纖維的染色亦可使用反應染料。
使用反應染料將纖維素系纖維染色時，反應染料在其分子中具有反應性的基會與纖維素系纖維的羥基等反應而產生共價鍵，藉此，將該纖維染色。相對地，聚醯胺系纖維係在纖維中具有胺基，藉由該胺基與染料分子中的磺酸基等的酸性官能基產生離子鍵，來將該纖維染色。因此，若是具有酸性官能基(較佳是磺酸基)的反應染料時，能夠作為在本發明的墨水組成物中所含有的色素來加以使用。
因為本發明的墨水組成物係以全彩色的印染作為目的，能夠調製具有黃色、橙色、棕色、紅色、紫色、藍色、綠色、黑色等各種色相之墨水組成物，並將該等併用作為墨水組。
在本發明的墨水組成物中所使用的染料，只要是反應染料，沒有特別限制，較佳是一種染料，其會與纖維反應的反應性基是一氯三基，亦即是一種一氯三系的反應染料。反應染料的具體例，可舉出例如C. I. Reactive Yellow 2、3、18、81、84、85、95、99、102等的黃色系染料；C. I. Reactive Orange 5、9、12、13、35、45、99等的橙色系染料；C. I. Reactive Brown 2、8、9、17、33等的棕色系染料；C. I. Reactive Red 3、3:1、4、13、24、29、31、33、125、151、206、218、226、245等的紅色系染料；C. I. Reactive Violet 1、24等的紫色系染料；C. I. Reactive Blue 2、5、10、13、14、15、15:1、49、63、71、72、75、162、176等的藍色系染料；C. I. Reactive Green 5、8、19等的綠色系染料；C. I. Reactive Black 1、8、23、39等的黑色系染料等。該等可單獨使用亦可併用2種以上。
在上述反應染料中，將藍色系染料設作主體且調配橙色系染料及紅色系染料而成的混合染料，亦能夠作為黑色系染料來使用。又，該黑色系染料，為了微調整而成為高品質的非淺色色調之目的，亦可更調配其他反應染料。
作為上述的反應染料，能夠使用粉末狀或塊狀的乾燥或是濕餅塊(wet cake)狀態等的染料。市售的反應染料有工業染料用粉末、印染用液狀品、噴墨印染用等的各種品質，且製造方法、純度等各不相同。因為保存安定性及對從噴墨頭的吐出精細度之影響較少，本發明的墨水組成物，較佳是盡可能使用不純物較少的染料來調製。通常，在合成反應染料時，常有氯化鈉等的無機鹽混入的情況。又，特別是沒有進行精製操作之水等，因為含有鈣離子、鎂離子等的金屬離子，使用將此種水等來調製該墨水組成物時，雖然微量但是該離子等亦會混入。以下，在本說明書，包含上述的無機鹽及金屬離子，在方便上記載為「無機不純物」。該等無機不純物，不僅會使墨水中的染料的溶解度及墨水的保存安定性顯著地惡化，亦成為噴墨印刷機的噴墨頭發生腐蝕、磨耗、噴嘴堵塞等之原因。為了除去該等無機不純物，較佳是利用超濾法、逆滲透膜法、離子交換法等眾所周知的方法，盡可能地除去墨水組成物中所含有的無機不純物。在墨水組成物的總質量中，無機不純物的含量通常為1質量%以下，以0.1質量%以下為佳，以0.01質量%以下為更佳。下限係檢測機器的檢測界限以下，亦即可以是0%。而且，除去無機不純物後，亦可適當地進行藉由稀釋或濃縮，調整為需要的染料濃度，來得到墨水組成物。
在本發明的墨水組成物中，作為色素而含有的反應染料之總含量，相對於墨水組成物的總質量，通常為0.5～35質量%，以1～20質量%為佳，以5～20質量%為較佳，以5～15質量%為更佳。
具有以環氧乙烷及/或環氧丙烷在二甘油加成聚合而成的構造之化合物，只要是具有該構造者，並沒有特別限制，作為較佳者，可舉出上述式(1)所表示的化合物。
上述式(1)所表示的化合物，係平均分子量為340至2200的化合物，且X1 、X2 、X3 及X4 係各自獨立地表示氫原子或甲基；j、k、m及n係表示總和為4以上、40以下的數目。
X1 至X4 係可相同亦可不同，以相同為佳。又，X1 至X4 ，以全部為氫原子或甲基為更佳，以全部為甲基為特佳。
式(1)所表示的化合物，係以環氧丙烷或環氧乙烷在二甘油加成聚合而得到的化合物，k、j、m及n係加成聚合的平均值。
式(1)所表示的化合物，係以環氧丙烷在二甘油加成聚合而得到的化合物，亦即式(1)中，在X1 至X4 全部係表示甲基之化合物中，k、j、m及n係表示其總和為大致4以上、24以下。各k、j、m及n之各自的值，因為該等係平均值而難以特定，但是以相同程度的值為佳。具體上，k、j、m及n的任一者，均是以1左右至6左右的範圍為佳。此時，上述式(1)所表示的化合物之平均分子量，大約通常為340至2200，以380至2000為佳，以400至1600為更佳。
上述式(1)所表示的化合物，係以環氧乙烷在二甘油加成聚合而得到的化合物，亦即式(1)中，在X1 至X4 全部係表示氫之化合物中，k、j、m及n係表示其總和為大致6以上、40以下。k、j、m及n之各自的值，係與上述同樣地，以相同程度的值為佳。具體上，k、j、m及n的任一者，均是以1.5左右至10左右的範圍為佳。此時，上述式(1)所表示的化合物之平均分子量，大約通常為390至2200，以430至2000為佳，以450至2000為更佳。
上述式(1)所表示的化合物，通常是以聚氧丙烯二甘油基醚或聚氧乙烯二甘油基醚而被知道，亦能夠市場取得。作為其具體例，可舉出例如任一者均是阪本藥品工業股份公司製的商品名SC-P400[在上述式(1)，k+j+m+n=4、平均分子量為400的化合物]、SC-P750[在上述式(1)，k+j+m+n=9、平均分子量為750的化合物]、SC-P1000[在上述式(1)，k+j+m+n=14、平均分子量為1000的化合物]、SC-P1200[在上述式(1)，k+j+m+n=18、平均分子量為1200的化合物]、SC-P1600[在上述式(1)，k+j+m+n=24、平均分子量為1600的化合物]等的聚氧丙烯二甘油基醚；SC-E450[在上述式(1)，k+j+m+n=6、平均分子量為450的化合物]、SC-E750[在上述式(1)，k+j+m+n=13、平均分子量為750的化合物]、SC-E1000[在上述式(1)，k+j+m+n=20、平均分子量為1000的化合物]、SC-E15000[在上述式(1)，k+j+m+n=30、平均分子量為1500的化合物]、SC-E2000[在上述式(1)，k+j+m+n=40、平均分子量為2000的化合物]等的聚氧乙烯二甘油基醚。
該等具體例之中，平均分子量為大約340～2200，以400～2000者為佳。又，該平均分子量能夠使用GPC(凝膠滲透色譜儀)來測定。
上述式(1)所表示的化合物，係以調整本發明的墨水組成物的黏度作為目的而使用。該化合物能夠將該墨水組成物的黏度調整為適合於工業用噴墨頭(被要求在高速的吐出應答性)的值之範圍內，特別是調整成在高黏度側。
上述式(1)所表示的化合物之含量，相對於本發明的墨水組成物之總質量，通常為3～50質量%，以4～40質量%為佳，以5～30質量%為更佳。
本發明的墨水組成物，使用於搭載有工業用噴墨頭之印刷機中的時候，以改善在高速時的吐出應答性作為目的，在25℃的黏度，當使用E型黏度計來測定時，通常為3～20mPa‧s，以8～20mPa‧s的範圍為佳。
本發明的墨水組成物，其特徵在於含有非離子界面活性劑及陰離子界面活性劑兩者。藉由含有該兩者，能夠得到一種噴墨印染用墨水組成物，其不會受到溫度變化的影響而在高驅動頻率下的連續吐出安定性優良且具有良好的染色性能。
作為非離子界面活性劑，可舉出聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯十二烷基苯基醚、聚氧乙烯油醯基苯基醚、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯烷基醚等的醚系；聚氧乙烯油酸酯、聚氧乙烯二硬脂酸酯、山梨糖醇酐月桂酸酯、山梨糖醇酐一硬脂酸酯、山梨糖醇酐一油酸酯、山梨糖醇酐倍半油酸酯、聚氧乙烯一油酸酯、聚氧乙烯硬脂酸酯等的酯系；3,5-二甲基-1-己炔-3-醇等的炔醇系；2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、3,6-二甲基-4-辛炔-3,6-二醇、AIR PRODUCTS公司製的商品名SURFYNOL104、SURFYNOL104PG50、SURFYNOL82、SURFYNOL420、SURFYNOL440、SURFYNOL465、SURFYNOL485；OLFINE STG等的炔二醇系等。
上述之中，以炔二醇(ACETYLENE GLYCOL)系或炔醇(ACETYLENE ALCOHOL)系為佳，以炔二醇系為更佳，以AIR PRODUCTS公司製的商品名SURFYNOL系列為特佳。
上述非離子界面活性劑的含量，相對於本發明的墨水組成物之總質量，通常為0.5～2質量%，以0.05～1.5質量%為佳，以0.05～1質量%為更佳，以0.1～0.5質量%為特佳。
作為陰離子界面活性劑，可舉出烷基磺酸基羧酸鹽；α-烯烴磺酸鹽；聚氧乙烯烷基醚乙酸鹽；N-醯基胺基酸或其鹽；N-醯基甲基牛磺酸鹽；烷基硫酸鹽聚氧烷基醚硫酸鹽；烷基硫酸鹽聚氧乙烯烷基醚磷酸鹽；香茅酸肥皂；蓖麻油硫酸酯鹽；月桂醇硫酸酯鹽；烷基醇型磷酸酯；烷基型磷酸酯；烷基醇磺酸鹽；二乙基磺酸基琥珀酸鹽、二乙基己基磺酸基琥珀酸鹽、二辛基磺酸基琥珀酸鹽等的磺酸基琥珀酸系等。以磺酸基琥珀酸系為佳，其市售的例子，可舉出LION股份有限公司製的商品名RIPAL 8351、RIPAL860K、RIPAL870P、RIPALNTD、RIPALMSC；ADEKA股份有限公司製的商品名ADEKACOL EC8600；花王股份有限公司製的商品名PELEX OT-P、PELEXCS、PELEXTA、PELEXTR；新日本理化(股)公司製的RIKAMILD ES-100、RIKAMILDES-200、RIKASURF P-10、RIKASURFM-30、RIKASURFM-75、RIKASURFM-300、RIKASURFG-30、RIKASURFG-600；東邦化學工業(股)公司製的KOHACOOL L-300、KOHACOOLL-40、KOHACOOLL-400、KOHACOOLNL-400等。該等市售品之中，以ADEKACOL EC8600及PELEX系列(較佳是PELEX OT-P)為特佳。
上述陰離子界面活性劑的含量，相對於墨水組成物的總質量，通常為0.05～2質量%，以0.05～1.5質量%為佳，以0.05～1質量%為較佳，以0.1～0.5質量%為特佳。
本發明的墨水組成物，係以在搭載有工業用噴墨頭之印刷機中使用時提升畫像品質作為目的，在10℃及25℃的表面張力，使用平板法(plate method)測定時，通常為20～40mN/m，以25～35mN/m的範圍為佳。
本發明的墨水組成物，係以改善在搭載有工業用噴墨頭之印刷機中使用時的連續吐出性來作為目的，該吐出是在低溫環境下以高速進行，在10℃及25℃，於10Hz時的動態表面張力，當使用最大泡壓法來測定時，通常為25～45mN/m，以30～45mN/m為佳，以30～40mN/m的範圍為更佳。該動態表面張力及其測定，亦揭示在日本特開2007-16200號公報等之中。
本發明的墨水組成物，含有上述的反應染料、式(1)所表示的化合物化合物、非離子界面活性及陰離子界面活性劑，且剩餘部分為水。
除了該等以外，作為本發明的墨水組成物亦可含有的添加劑，可舉出水溶性有機溶劑、墨水調製劑等。
作為本發明的墨水組成物亦可含有的水溶性有機溶劑，可舉出多元醇類、吡咯啶酮類等。
作為多元醇類，可舉出例如具有2或3個醇性羥基之C2-C6醇、及具有重複單位為4以上且分子量為20,000左右以下的聚C2-3伸烷基二醇，以液狀的伸烷基二醇等為佳。其具體例，可舉出甘油、1,3-新戊二醇、1,5-戊二醇等具有2或3個醇性羥基之C2-C6醇；乙二醇、二伸乙甘醇、三伸乙甘醇、丙二醇、聚乙二醇等二或三C2-C3伸烷基二醇；聚丙二醇等的聚C2-C3伸烷基二醇等。
作為吡咯啶酮類，可舉出2-吡咯啶酮、N-甲基-2-吡咯啶酮等。
水溶性有機溶劑可單獨使用，但是以併用為佳。
又，水溶性有機溶劑，係期待以下的效果來加以使用：防止墨水組成物的乾燥(濕潤)、調整黏度及/或表面張力、消泡、促進對纖維的滲透等。本發明的墨水組成物，較佳是含有水溶性有機溶劑。
上述水溶性有機溶劑的含量，相對於墨水組成物的總質量，通常合計為1～50質量%，以5～40質量%為佳，以10～35質量%為較佳。但是，只含有1種類反應染料作為色素時，水溶性有機溶劑的含量，依照情況，以10～20質量%為更佳。
作為墨水調製劑，可舉出防腐防霉劑、pH調整劑等。墨水調製劑的含量，相對於墨水組成物的總質量，通常合計為1～10%左右，以0.05～5%左右為佳。
作為防腐防霉劑，可舉出例如脫氫乙酸鈉、苯甲酸鈉、吡啶硫酮鈉-1-氧化物、吡啶硫酮鋅-1-氧化物、1,2-苯并噻唑-3-酮、1-苯并噻唑-3-酮的胺鹽、ARCH Chemicals公司製的PROXEL GXL等，以PROXEL GXL為佳。
作為pH調整劑，可舉出例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰等的鹼土類金屬的氫氧化物；三乙醇胺、二乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、參(羥甲基)胺基甲烷等的3級胺類、較佳是亦可被羥基取代之一、二或三C1-C4烷基胺等。該等之中，以參(羥甲基)胺基甲烷為佳。
本發明的墨水組成物，以含有pH調整劑為佳，其含量相對於墨水組成物的總質量，通常為0.05～3質量%，以0.05～2.5質量%為佳，以0.1～2質量%為更佳。
本發明的墨水組成物，能夠藉由將染料、上述式(1)所表示的化合物化合物、非離子界面活性及陰離子界面活性劑添加於水，並且按照必要更添加上述的水溶性有機溶劑及墨水調製劑並加以攪拌，且混合至染料等的固體成分溶解為止來得到。
添加各成分的順序，並沒有特別限定，只要藉由攪拌而實質上混合至成為溶液，來調製本發明的墨水組成物即可。在調製墨水組成物時所使用的水，係如上述，以使用無機不純物少者，例如蒸餾水或離子交換水等為佳。
而且，將本發明的墨水組成物使用於噴墨印染時，較佳是將濾液作為墨水來使用，該濾液是使用膜過濾器等，將本發明的墨水組成物精密過濾且已除去夾雜物後之濾液。進行精密過濾時之過濾器的孔徑，通常為1～0.1μm，以0.8～0.1μm為佳。
本發明的印染方法，係藉由使用膜過濾器等將本發明的墨水組成物精密過濾來除去夾雜物後，使用該墨水來對纖維、較佳是纖維素系纖維或聚醯胺系纖維進行印花，隨後進行加熱等的處理之印染方法。關於在印花時所使用的印刷頭或墨水噴嘴，並沒有特別限制，能夠按照目的而適當地選擇。作為要進行印花之纖維，更具體地，較佳是對以纖維素系纖維或聚醯胺系纖維作為主體之布帛進行印染。
作為纖維素系纖維，可舉出例如棉、麻等的天然纖維；嫘縈等的再生纖維素纖維；及含有該等的混紡纖維等。
作為聚醯胺系纖維，可舉出例如絲綢、羊毛等的天然聚醯胺系纖維；耐綸等的合成聚醯胺系纖維；及含有該等的混紡纖維等。
作為使用本發明的墨水組成物而對纖維進行印染之方法，可舉出依照順序進行以下3製程之方法。
[製程1]
使用本發明的墨水組成物作為墨水，並藉由噴墨印刷機，使該墨水的墨水滴吐出而賦予在纖維之製程(印花製程)。
[製程2]
將藉由製程1所賦予墨水組成物中的染料，利用熱使其反應而固著於上述纖維之製程。
[製程3]
將殘留在上述纖維中的未固著的染料洗淨之製程。
作為在上述製程1中的將本發明的墨水組成物賦予至纖維之方法，可舉出一種噴墨印花方法，該方法將填充有本發明的墨水組成物之容器，裝配在噴墨印刷機的規定位置，並使用該墨水組成物作為墨水，且按照記錄信號使該墨水的墨水滴賦予至纖維。
作為在上述製程2中之將墨水組成物中的染料利用熱使其反應而固著於纖維之製程，可舉出將被賦予本發明的墨水組成物後之纖維，在常溫～150℃，放置0.5～30分鐘使其預乾燥後，進而施行蒸烘處理之方法等。作為蒸烘處理的條件，以在濕度80～100%、溫度95～105℃的環境下，將該纖維放置5～40分鐘之條件為佳。
作為在上述製程3中之洗淨殘留在纖維中的未固著染料之製程，以使用冷水洗淨該纖維為佳。在洗淨時，在該水中亦可含有界面活性劑。
藉由將已洗淨未固著染料後的該纖維，在50～120℃，乾燥5～30分鐘，能夠得到作為目標之印染物。
作為纖維的印染方法，較佳是含有前處理製程之方法，該前處理製程，是對在上述的3製程之前亦即賦予墨水組成物之前的纖維，進行前處理的方法。作為前處理製程，可舉出一種製程，該製程將含有1種類以上的糊劑、在前處理液中所含有的pH調整劑及水溶助長性劑而成之水溶液，作為前處理液，並藉由例如壓染法(padding method)，而使該前處理液含浸於要賦予墨水組成物之前的纖維中。壓染的收縮率以40～90%左右為佳，以60～80%左右為更佳。
雖然該前處理製程並非必要，但是因為在包含印花時之印染的情況下，亦有能夠得到防止染料產生滲色的效果之情況，所以較佳是依照順序進行包含前處理製程的4個製程之印染方法。
又，在前處理液中所含有的pH調整劑，其使用目的係與在本發明的墨水組成物中所含有的pH調整劑相同，但是其較佳的具體例等係不同。因此，在本說明書，在本發明的墨水組成物中所含有的pH調整劑，只記載為「pH調整劑」，而在前處理液中所含有的pH調整劑，係記載為「前處理用的pH調整劑」，來區別兩者。
作為上述糊劑，可舉出：瓜耳豆(guar)、刺槐豆(locust bean)等的天然樹脂類、澱粉類、海藻酸鈉鹼、海蘿等的海藻類、果膠酸等的植物皮類、甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羧甲基纖維素等的纖維素衍生物、羧甲基澱粉等的加工澱粉、黃蓍樹膠(shiraz gum)系、刺槐豆樹膠等的加工天然樹膠類、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯等的合成糊等。
該等之中，作為較佳糊劑，在纖維素系纖維中，可舉出海藻酸鈉鹼；在聚醯胺系纖維中，可舉出瓜耳豆、刺槐豆等的天然樹膠類；及/或黃蓍樹膠系、刺槐豆樹膠等的加工天然樹膠類。
作為在纖維素系纖維的前處理製程中之前處理用的pH調整劑，較佳是在成為水溶液時顯示鹼性者，可舉出：例如無機酸或有機酸的鹼金屬鹽；鹼土類金屬鹽；及經加熱時會游離鹼之化合物。特別是以無機酸或有機酸的鹼金屬氫氧化物及鹼金屬鹽為適合。具體例可舉出氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、甲酸鈉、磷酸鈉等，該等之中，以碳酸氫鈉為佳。
作為聚醯胺系纖維的前處理製程中之前處理用的pH調整劑，較佳是在成為水溶液時顯示酸性者，可舉出例如硫酸銨、酒石酸銨、乙酸銨等的銨鹽。該等之中，以硫酸銨為佳。
作為在前處理之水溶助長性劑，可舉出尿素、二甲脲、硫脲、一甲基硫脲、二甲基硫脲等的尿素衍生物，較佳者可舉出尿素。
在前處理中之該等前處理劑，雖然亦可單獨使用，但是以併用為佳。
相對於前處理液的總質量，糊劑、前處理用的pH調整劑及水溶助長性劑的含量，例如由於纖維素系纖維及聚醯胺系纖維之各自的混紡比率等的不同，而難以一概而定，作為標準，相對於前處理液的總質量，任一者以質量基準來決定時，糊劑為0.5～5%、前處理用的pH調整劑為0.5～5%、水溶助長性劑為1～20質量%，剩餘部分為水。
[實施例]
以下，藉由實施例更具體地說明本發明，但是本發明不被這些實施例所限定。在實施例中，若未事先告知，「份」係意味著重量份，「%」係意味著質量%。
在以下的本發明中，作為具有以環氧乙烷及/或環氧丙烷在二甘油加成聚合而成的構造之化合物，係使用上述式(1)所表示的化合物。作為該式(1)所表示的化合物，任一者均能夠以市售品的形式從阪本藥品工業股份公司取得，且使用以下2系統的化合物。其中，「SC-P」的化合物係任一者均是聚氧丙烯二甘油基醚，「SC-E」的化合物係任一者均是聚氧乙烯二甘油基醚。
商品名
1)SC-P400：平均分子量400
2)SC-P1000：平均分子量1000
3)SC-P1600：平均分子量1600
4)SC-E450：平均分子量450
5)SC-E2000：平均分子量2000
[實施例1～6]
混合在下述各實施例中所記載的成分，並且藉由攪拌大約1小時，至固體成分溶解為止，來得到各自的墨水組成物後，使用0.45μm的膜過濾器(商品名CELLULOSE ACETATE系濾紙、ADVANTEC公司製)過濾，來調製試驗用墨水。將該墨水的調製各自設作實施例～6。
又，在各墨水中作為色素來使用之反應染料，任一者均是日本化藥股份公司製的一氯三系，「C. I.」之後緊接著記載的「Reactive」的用語，如眾所周知，係意味著「反應染料」。
[實施例1(黃色墨水)]
C. I. Reactive Yellow 2　10份
參(羥甲基)胺基甲烷　0.5份
SC-P400　25份
丙二醇　10份
2-吡咯啶酮　5份
SURFYNOL 104PG50　0.1份
ADEKACOL EC8600　0.5份
PROXEL GXL　0.1份
離子交換水　48.8份
[實施例2(品紅墨水)]
C. I. Reactive Red 3:1　10份
參(羥甲基)胺基甲烷　0.5份
SC-P1000　15份
丙二醇　10份
2-吡咯啶酮　3份
SURFYNOL 440　0.3份
ADEKACOL EC8600　0.3份
PROXEL GXL　0.1份
離子交換水　60.8份
[實施例3(青藍色(cyan)墨水]
C. I. Reactive Blue 15:1　10份
參(羥甲基)胺基甲烷　0.5份
SC-P1600　25份
丙二醇　10份
2-吡咯啶酮　3份
SURFYNOL 485　0.1份
ADEKACOL EC8600　0.2份
PROXEL GXL　0.1份
離子交換水　51.1份
[實施例4(橙色墨水)]
C. I. Reactive Orange 13　10份
參(羥甲基)胺基甲烷　0.5份
SC-E450　25份
丙二醇　10份
2-吡咯啶酮　3份
SURFYNOL 440　0.3份
PELEX OT-P　0.1份
PROXEL GXL　0.1份
離子交換水　51份
[實施例5(青藍色(cyan)墨水)]
C. I. Reactive Blue 49　10份
參(羥甲基)胺基甲烷　0.5份
SC-E2000　20份
丙二醇　10份
2-吡咯啶酮　3份
SURFYNOL 485　0.5份
PELEX OT-P　0.5份
PROXEL GXL　0.1份
離子交換水　55.4份
[實施例6(黑色墨水)]
C. I. Reactive Blue 176　9份
C. I. Reactive Red 3:1　3份
C. I. Reactive Orange 12　3份
參(羥甲基)胺基甲烷　0.5份
SC-E2000　5份
乙二醇　15份
丙二醇　10份
2-吡咯啶酮　10份
SURFYNOL 485　0.5份
ADEKACOL EC8600　0.1份
PROXEL GXL　0.1份
離子交換水　43.8份
[比較例1～4]
除了未併用非離子界面活性劑及陰離子界面活性劑而是各自單獨使用以外，係與實施例2同樣地進行來調製比較用的墨水。將該比較用的墨水之調製，設作比較例1及2。
同樣地，除了單獨使用界面活性劑以外與實施例5同樣地進行來調製比較用的墨水。並將該比較用的墨水之調製，設作比較例3及4。
而且，比較例1及比較例3的墨水，係只有使用非離子界面活性劑，並將離子交換水增量來代替陰離子界面活性劑而成之墨水。比較例2及比較例4的墨水，係只有使用陰離子界面活性劑，並將離子交換水增量來代替非離子界面活性劑而成之墨水。
[比較例1]
C. I. Reactive Red 3:1　10份
參(羥甲基)胺基甲烷　0.5份
SC-P1000　15份
丙二醇　10份
2-吡咯啶酮　3份
SURFYNOL 440　0.3份
PROXEL GXL　0.1份
離子交換水　61.1份
[比較例2]
C. I. Reactive Red 3:1　10份
參(羥甲基)胺基甲烷　0.5份
SC-P1000　15份
丙二醇　10份
2-吡咯啶酮　3份
ADEKACOL EC8600　0.3份
PROXEL GXL　0.1份
離子交換水　61.1份
[比較例3]
C. I. Reactive Blue 49　10份
參(羥甲基)胺基甲烷　0.5份
SC-E2000　20份
丙二醇　10份
2-吡咯啶酮　3份
SURFYNOL 485　0.5份
PROXEL GXL　0.1份
離子交換水　55.9份
[比較例4]
C. I .Reactive Blue 49　10份
參(羥甲基)胺基甲烷　0.5份
SC-E2000　20份
丙二醇　10份
2-吡咯啶酮　3份
PELEXOT-P　0.5份
PROXEL GXL　0.1份
離子交換水　55.9份
[比較例5～7]
在實施例4，除了使用各自25份以下所示的化合物來代替25份在實施例4中以上述式(1)所表示的化合物(SC-450)以外，與實施例4同樣地進行來調製比較例5～7的比較用墨水。
比較例5：甘油
比較例6：POLYGLYCERIN 750(平均分子量為750的聚甘油、阪本藥品工業股份公司製)
比較例7：丙二醇
使用如上述進行而得到之實施例1～5及比較例1～7的墨水，並如以下進行，來進行基礎物性值的測定、染布的調製及評價。
[墨水的評價]
對在上述實施例1～5及比較例1～7中所調製之各自的墨水，進行下述(1)至(7)的7種類試驗，來評價墨水的性能。各試驗結果之中，墨水的基礎物性值的測定試驗亦即(1)黏度試驗～(3)動態表面張力，係如下述表1所示；墨水的性能試驗亦即(4)連續吐出性試驗～(7)染色性能試驗，係如下述表2所示。
(1)黏度試驗
在10℃及25℃，使用E型黏度計(R115型黏度計、東機產業公司製)來測定各實施例及比較例的墨水之黏度。又，下述表1中的數值之單位係mPa‧s。
(2)表面張力
在10℃及25℃，使用平板法(CBVP-Z型表面張力計、協和界面科學公司製)來測定各實施例及比較例的墨水之表面張力。又，下述表1中的數值之單位係mN/m。
(3)動態表面張力
在10℃的10Hz及25℃的10Hz的情況，使用最大泡壓法(SITA SCIENCE LINE 60型動態表面張力計、SITA Messtechnik GmbH公司製)來測定各實施例及各比較例的動態表面張力。又，下述表1中的數值之單位係mN/m。
(4)連續吐出性試驗
使用含有海藻酸鈉、尿素、碳酸氫鈉之溶液，並藉由壓染法來進行前處理後的棉布，對此棉布各自單獨使用各實施例及各比較例的墨水，並藉由搭載有工業用噴墨頭(NOVA、FUJIFILM Dimatix公司製)之ONDEMAND型噴墨印刷機(APOLLO 2 PRINTER SYSTEM、FUJIFILM Dimatix公司製)，且在25℃的環境下進行印花，來評價各墨水的吐出性。吐出性係使用ITI Web Transport(噴墨印刷布搬運機、ITI Corporation公司製)，並在7.5cm寬卷物狀的棉布以單色花紋(Beta pattern)進行連續印花5次，來得到印花棉布。依照所得到的印花畫像狀態並基於以下的基準來評價試驗結果。
○：到最後能夠良好地印花
△：在印花畫像能夠確認條紋缺損、或是雖然印花不安定但是能夠印花至最後。
×：印花畫像散亂且條紋缺損嚴重、或是印花不定定且無法印花至最後。
(5)低溫連續吐出性試驗
上述(4)連續吐出性試驗中，除了將環境溫度由25℃設定成10℃的低溫環境之外，其餘皆以同樣的方式進行印花，來得到印花棉布。依照所得到的印花畫像狀態並基於與上述(4)連續吐出性試驗同樣的基準來評價試驗結果。
(6)染色性試驗1 <在棉布的試驗>
將在上述(4)連續吐出性試驗中所得到的各印花棉布的印花初期部分30cm，於60~80℃進行中間乾燥後，於100~103℃進行蒸烘處理10分鐘。水洗後，使用95~100℃的沸水洗淨10分鐘，再藉由水洗、乾燥來得到試驗用的經印染棉染布。
<在絲綢布的試驗>
在使用含有瓜耳豆、硫酸銨及尿素之水溶液並藉由壓染法來進行前處理而成之絲綢布，進行上述(4)連續吐出性試驗，並將所得到的絲綢布的印花初期部分20cm，在60~80℃進行中間乾燥後，於100~103℃進行蒸烘處理20分鐘。水洗後，藉由乾燥來得到試驗用的經印染絲綢染布。依照所得到各染布的狀態且基於以下的基準來評價試驗結果。
而且，對比較例5及7，因為在前述(4)連續吐出性試驗無法進行良好的印花，所以未進行該染色性試驗1。○：在印花畫像無粒狀感，而且在經印花的染布亦無氣泡。 ×：在印花畫像有粒狀感，而且在經印花的染布有氣泡。
(7)染色性試驗2
為了調查式(1)所表示的化合物對反應染料固著於纖維素纖維的影響之目的，對實施例4及比較例5~7，將在上述(5)低溫連續吐出性試驗所得到的印花棉布的印花初期部分20cm，在60~80℃進行中間乾燥後，於100~103℃進行蒸烘處理10分鐘。水洗後，在95~100℃的沸水洗淨10分鐘，並藉由水洗、乾燥來調製經印染棉染布。
使用測色機(SpectroEye GRETAG-MACBETH公司製)，並將上述進行所得到的經印染棉染布之MACBETH反射濃度進行比色，且藉由下述式來求取各固著率。
固著率=(A/B)×100(%)
A：實施例4、或比較例5~7的經印染棉染布的反射濃度。
B：實施例4的經印染棉染布的反射濃度。
○：95%以上
△：90%以上
×：小於90%
從表1的結果可清楚明白，併用非離子界面活性劑及陰離子界面活性劑而成之各實施例的墨水，在25℃及10℃之表面張力，在25~35mN/m的範圍，同溫度條件之在10Hz的動態表面張力，在30~40mN/m的範圍。
又，在全部的試驗項目，各實施例係顯示最高的結果。
另一方面，得知只使用非離子界面活性劑的比較例1及3，雖然吐出性良好，但是於(6)染色性試驗1中，在印花畫像有粒狀感，又，在經印染的染布亦有氣泡，其品質差。又，得知只使用陰離子界面活性劑的比較例2及4，於(5)低溫連續吐出性試驗中，無法得到良好的吐出性。
又，代替式(1)所表示的化合物，使用甘油之比較例5，使用聚甘油750之比較例6、及使用丙二醇之比較例7，在25℃時之墨水黏度低，在(4)連續吐出性試驗中，任一者均無法得到良好的吐出性。
又，比較例5~7，雖然於(5)低溫連續吐出性試驗中，顯示良好的吐出性，但是於使用所得到的印花棉布之(7)染色性試驗2中，比較例5及6的染色性能極差。
根據以上的結果，得知本發明的墨水組成物，是一種不會受到溫度變化的影響而連續吐出性優良且染色性亦良好的印染用墨水，特別適合作為使用於工業用噴墨頭中之纖維的印染用墨水。
(產業上之利用可能性)
本發明的墨水組成物，能夠適合作為纖維的印染用、較佳是噴墨印染用、特別是使用工業用噴墨頭之噴墨印染用的墨水來使用。

Claims (8)

  1. 一種墨水組成物，其至少含有：1種類的反應染料、具有以環氧乙烷及/或環氧丙烷在二甘油加成聚合而成的構造之化合物、非離子界面活性劑、陰離子界面活性劑及水；其中前述具有以環氧乙烷及/或環氧丙烷在二甘油加成聚合而成的構造之化合物，係下述式(1)所表示的化合物， [式中，X1 、X2 、X3 及X4 係各自獨立地表示氫原子或甲基，j、k、m及n係表示總和為4以上、40以下的數目]；且相對於墨水組成物的總質量，該墨水組成物含有0.5~35質量%的反應染料、3~50質量%的具有以環氧乙烷及/或環氧丙烷在二甘油加成聚合而成的構造之化合物、0.05~2質量%的非離子界面活性劑、0.05~2質量%的陰離子界面活性劑，且剩餘部分為水。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之墨水組成物，其中前述非離子界面活性劑係烘二醇系界面活性劑或炔醇系界面活性劑，且前述陰離子界面活性劑係磺酸基琥珀酸系界面活 性劑。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之墨水組成物，其中前述式(1)中之X1 、X2 、X3 及X4 ，全部係甲基。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之墨水組成物，其中更含有水溶性有機溶劑。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之墨水組成物，其中相對於墨水組成物的總質量，更含有0.05~3質量%的pH調整劑。
  6. 一種纖維的印染方法，包含以下製程：使用如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之墨水組成物來作為墨水，並使該墨水的墨水滴藉由噴墨印刷機吐出而賦予至纖維之製程；將藉由該製程所賦予的墨水組成物中的染料，利用熱使其反應而固著於前述纖維之製程；及洗淨殘留在前述纖維中的未固著染料之製程。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之纖維的印染方法，其中更包含纖維的前處理製程，其係使含有1種類以上的糊劑、前處理用的pH調整劑及水溶助長性劑之水溶液，含浸於要賦予墨水組成物之前的前述纖維中。
  8. 一種印染物，其係藉由如申請專利範圍第6項所述之纖維的印染方法印染而成。
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