DE3642571C2

DE3642571C2 -

Info

Publication number: DE3642571C2
Application number: DE3642571A
Authority: DE
Inventors: Shoji Koike; Kazuo Yokohama Kanagawa Jp Iwata; Yasuko Atsugi Kanagawa Jp Tomida
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-12-13
Filing date: 1986-12-12
Publication date: 1990-02-01
Also published as: DE3642571A1; GB8629504D0; US4849770A; GB2184742B; HK69191A; GB2184742A; SG88491G

Description

Die Erfindung betrifft ein Strahldruckverfahren, das sich insbesondere zum Bedrucken von gewebten oder nichtgewebten (Faservliese) textilen Werkstoffen eignet.

Es sind verschiedene Verfahren zum Bedrucken von gewebten oder nichtgewebten textilen Werkstoffen, z. B. Walzendruck, Siebdruck, Umdruck (Transferdruck) und dergl., bekannt. Ferner wurde vorgeschlagen, gewebte oder nichtgewebte textile Werkstoffe durch Strahldruckverfahren zu bedrucken; vgl. JP-OS 59 108/1975.

Die herkömmlichen allgemeinen Druckverfahren erfordern Druckplatten, z. B. eine Platte für den Druckzylinder und eine Siebdruckplatte, die im allgemeinen teuer sind. Auch beim Umdruck ist eine teure Platte zur Übertragung eines Umdruckpapiers erforderlich. Daher erweisen sich diese herkömmlichen Verfahren als unwirtschaftlich, wenn die Produktmenge nicht ausreichend groß ist. Außerdem besteht angesichts der sich rasch wandelnden Mode hinsichtlich der Druckmuster die Gefahr, daß eine große Menge an bedruckten Produkten unverkäuflich bleibt und auf Lager gehalten werden muß, wenn die Produktion nicht den raschen Modeänderungen angepaßt werden kann.

Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten wurde die Anwendung des Tintenstrahldrucks vorgeschlagen. Dieses Verfahren ist jedoch mit folgenden Nachteilen behaftet: Die Druckqualität wird aufgrund der Bildung von Tintenflecken auf dem textilen Werkstoff beeinträchtigt, was teilweise darauf zurückzuführen ist, das die Strahldruckvorrichtung nicht zur Verwendung von hochviskosen Tinten geeignet ist, und teilweise darauf, daß die textilen Werkstoffe im allgemeinen eine rauhere Beschaffenheit als Papiere aufweisen, was es schwierig macht, kleinmustrige oder sehr feine Druckmuster zu erzeugen. Außerdem besteht eine Tendenz zu einer instabilen Abgabe der Tinte, und es kommt leicht dazu, daß das Ansprechverhalten auf hohe Geschwindigkeiten je nach den physikalischen Eigenschaften der Tinte beeinträchtigt wird, was darauf zurückzuführen ist, daß die Tinte mit hoher Geschwindigkeit und hoher Frequenz aus feinen Düsen abgegeben werden muß.

Ferner ist es bekannt, daß Drucke unter Verwendung von herkömmlichen Strahldrucktinten insbesondere solche, die unter Verwendung von Reaktivfarbstoffen oder Reaktivdispersionsfarbstoffen hergestellt worden sind, eine geringe Farbstoffixierungsgeschwindigkeit und eine geringe Waschechtheit aufweisen.

Aus den JP-OS 60-1 49 676, 60-1 34 085, 60-81 379, 59-27 973, 58-74 760, 57-1 74 361, 57-1 74 360, 58-23 665, 55-27 367 sind Strahldrucktinten für die Textilfärbung bekannt, die Reaktivfarbstoffe, Wasser und organische Lösungsmittel enthalten. In diesen Druckschriften findet sich jedoch kein Hinweis auf die Verwendung von organischen Lösungsmitteln, die mit dem Reaktivfarbstoff nicht reagieren. Tatsächlich reagieren die in diesen Druckschriften erwähnten Lösungsmittel durchwegs mit den Reaktivfarbstoffen.

Die JP-OS 56-1 61 479, 56-1 61 193, 56-1 43 275, 56-1 43 274, 56-1 43 272, 56-1 43 271 beschreiben Strahldruckverfahren zum Bedrucken von textilen Werkstoffen. Dabei werden die Werkstoffe vor dem Druckvorgang einer Vorbehandlung mit Alkalien unterzogen. Erst dann wird die Druckfarbe aufgebracht und der bedruckte textile Werkstoff einer Wärmebehandlung unterzogen.

Aus Chemical Abstracts, 1976, Bd. 84, 166071 h und Textilbericht, 1977, T 621/77 sind Zweistufen-Textildruckverfahren bekannt, bei denen im Anschluß an den eigentlichen Druckvorgang eine alkalische Nachbehandlung durchgeführt wird. Ein Hinweis auf die Verwendung organischer Lösungsmittel, die mit dem Reaktivfarbstoff nicht reagieren, findet sich in diesen Druckschriften nicht.

Der Gegenstand der Erfindung ist in den Patentansprüchen definiert.

Das Hauptmerkmal der erfindungsgemäßen Tinte besteht darin, daß ein organisches Lösungsmittel, das mit dem Reaktivfarbstoff oder Reaktivdispersionsfarbstoff in der Tinte nicht reagiert, als Lösungsmittel, die das flüssige Medium der Tinte darstellt, verwendet wird.

Aufgrund umfangreicher Untersuchungen über Strahldruckverfahren wurde erfindungsgemäß festgestellt , daß eine überlegene Druckqualität erzielbar ist, wenn ein Reaktivfarbstoff oder Reaktivdispersionsfarbstoff als Farbstoff beim Strahldruckverfahren zusammen mit einem mehrwertigen Alkohol oder einem ähnlichen organischen Lösungsmittel, das herkömmlicherweise als ein Bestandteil von flüssigen Tintenmedien verwendet wird, eingesetzt wird. Jedoch kann in derartigen Fällen ein zusätzliches neues Problem insofern auftreten, als die Tintenfixierungsgeschwindigkeit beeinträchtigt wird und die Waschechtheit des Druckmaterials verringert wird.

Die schlechtere Tintenfixierungsgeschwindigkeit ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß ein Teil des Farbstoffs während der Lagerung der Tinte mit dem Lösungsmittel, z. B. einem mehrwertigen Alkohol, reagiert, was zu einer Verringerung der Reaktivität des Farbstoffs mit den Fasern des textilen Werkstoffs führt.

Was die Waschechtheit betrifft, ist anzunehmen, daß der Wassergehalt der Tinte, die auf dem textilen Werkstoff haftet, rasch verdampft, während das Lösungsmittel, z. B. der mehrwertige Alkohol, ohne zu verdampfen darauf zurückbleibt. Anschließend besteht die Gefahr, daß das Lösungsmittel, z. B. der mehrwertige Alkohol, mit einem Teil des Farbstoffs reagiert, wenn bei der Nachbehandlung im Anschluß an den Druckvorgang eine Wärme- oder Alkalibehandlung durchgeführt wird. Die Reaktionsprodukte werden beim Waschen des textilen Werkstoffs leicht entfernt. Die Verringerung der Waschechtheit ist vermutlich auf diese Tatsache zurückzuführen.

Angesichts der vorstehenden Befunde wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, im flüssigen Medium der Tinte ein organisches Lösungsmittel zu verwenden, das mit dem Reaktivfarbstoff oder Reaktivdispersionsfarbstoff nicht reaktionsfähig ist.

Als Reaktivfarbstoffe können in dem erfindungsgemäßen Verfahren verschiedenartige Farbstoffe verwendet werden, die herkömmlicherweise zum Färben von Fasern oder in Druckverfahren eingesetzt werden, z. B. wasserlösliche Azofarbstoffe, Anthrachinonfarbstoffe, Phthalocyaninfarbstoffe und dergl., die zum Großteil bekannt sind.

Die Reaktivfarbstoffe enthalten einen wasserlöslichen Rest, z. B. einen Sulfonsäurerest oder Carboxylrest, sowie einen Rest, der mit den Fasern durch Umsetzung mit den Hydroxyl- oder Aminogruppen in der Faser eine kovalente Bindung bildet. Beispiele für die letztgenannten Reste sind Dichlortriazin-, Monochlortriazin-, Trichlorpyrimidin-, Monochlordifluorpyrimidin-, Chlorbenzothiazol-, Dichlorpyridazon-, Dichlorpyridazin-, Dichlorchinoxalin-, Epoxy- und 3-Carboxypyridintriazinreste, sowie

-SO₂CH₂CH₂OSO₃H,
-SO₂NHCH₂CH₂OSO₃H,
-NHCOCH₂CH₂OSO₃H,
-NHCOCH₂CH₂Cl,
-NHCOCH=CH₂, -SO₂CH=CH₂,
-CH₂NHCOCCl=CH₂,
-NHCOCBr=CH₂,
-NHCOCH₂Cl, -NHCH₂OH, und -PO₃H.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Strahldrucktinten können beliebige der vorerwähnten Reaktivfarbstoffe enthalten. Nachstehend sind bevorzugte derartige Reaktivfarbstoffe aufgeführt.

C. I. Reactive Yellow 2, 3, 13, 15, 17, 18, 23, 24, 37, 42, 57, 58, 64,75, 76, 77, 79, 81, 84, 85, 87, 88, 91, 92, 93, 95, 111, 115, 116, 130, 131, 132, 133, 135, 136, 137, 139, 140, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 151, 162, 163,

C. I. Reactive Orange 5, 7, 11, 12, 13, 15, 16, 35, 45, 46, 56, 62, 70, 72, 74, 82, 84, 87, 91, 92, 93, 95, 97, 99,

C. I. Reactive Red 3, 13, 16, 21, 22, 23, 24, 29, 31, 33, 35, 45, 49, 55, 63, 85, 106, 109, 111, 112, 113, 114, 118, 126, 128, 130, 131, 141, 151, 170, 171, 174, 176, 177, 180, 183, 184, 186, 187, 188, 190, 193, 194, 195, 196, 200, 201, 202, 204, 206, 218, 221,

C. I. Reactive Violet 1, 4, 5, 6, 22, 24, 33, 36, 38,

C. I. Reactive Blue 2, 3, 5, 8, 10, 13, 14, 15, 18, 19, 21, 25, 27, 28, 38, 39, 40, 41, 49, 52, 63, 71, 72, 74, 75, 77, 78, 79, 89, 100, 101, 104, 105, 119, 122, 147, 158, 160, 162, 166, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 176, 179, 184, 190, 191, 194, 195, 198, 204, 211, 216, 217,

C. I. Reactive Green 5, 8, 12, 15, 19, 23,

C. I. Reactive Brown 2, 7, 8, 9, 11, 16, 17, 18, 21, 24, 26, 31, 32, 33,

C. I. Reactive Black 1, 5, 8, 13, 14, 23, 31, 34, 39 und dergl.

Beispiele für bevorzugte Farbstoffe zum Bedrucken von Wolle oder Nylon sind

C. I. Reactive Yellow 21, 34, 39, 69, 98, 125, 127,

C. I. Reactive Orange 29, 53, 68,

C. I. Reactive Red 28, 65, 66, 78, 83, 84, 100, 116, 136, 147, 154, 172,

C. I. Reactive Violet 34,

C. I. Reactive Blue 50, 69, 94, 177,

C. I. Reactive Brown 12 und dergl.

Bei den erfindungsgemäß verwendbaren Reaktivdispersionsfarbstoffen kann es sich um Azofarbstoffe oder Anthrachinonfarbstoffe handeln, die eine geringe Löslichkeit in Wasser aufweisen und die zum Bedrucken von Polyester/Baumwoll- Mischgeweben eingesetzt werden.

Der Reaktivdispersionsfarbstoff weist im allgemeinen eine dispersionsfarbstoffähnliche Molekülstruktur auf und trägt eine Rest, der mit der Faser durch Umsetzung mit Hydroxyl- oder Aminogruppen in der Faser eine kovalente Bindung ausbildet. Beispiele für derartige Reste sind Äthylenimin-, Azid-, Sulfonäthylenimid-, Dichlortriazin-, Monochlortriazin-, Trichlorpyrimidin-, Monochlordifluorpyrimidin-, Chlorbenzothiazol-, Dichlorpyridazon-, Dichlorpyridazin-, Dichlorchinoxalin-, Epoxid- und 3-Carboxypyridintriazinreste sowie

-SO₂CH₂CH₂OSO₃H,
-SO₂NHCH₂CH₂OSO₃H,
-NHCOCH₂CH₂OSO₃H,
-NHCOCH₂CH₂Cl,
-NHCOCH=CH₂,
-SOCH=CH₂,
-CH₂NHCOCCl=CH₂,
-NHCOCBr=CH₂,
-NHCOCH₂Cl,
-NHCH₂OH, -PO₃H,
-SO₂CH₂CH₂OCOCH₃,
-SO₂CH₂CH₂OCOOC₄H₉, und dergl.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Tinte kann beliebige dieser Reaktionsdispersionsfarbstoffe enthalten. Farbstoffe der nachstehend aufgeführten Formeln und deren Derivate sind besonders bevorzugt.

In der erfindungsgemäßen Tinte kann der Reaktivfarbstoff oder der Reaktivdispersionsfarbstoff der vorerwähnten Art in einem flüssigen Medium, das im allgemeinen zum Färben verwendet wird, oder in einem Lösungsmittel, das als flüssiges Medium für Strahldrucktinten Verwendung findet, insbesondere in einem Medium mit einem Gehalt an Wasser und einem organischen Lösungsmittel gelöst oder dispergiert werden. Bei Verwendung eines organischen Lösungsmittels im Gemisch mit Wasser ist es erforderlich, daß das Lösungsmittel keinen aktiven Wasserstoff, wie Hydroxyl- oder Aminogruppen, aufweist, die mit dem Reaktivfarbstoff oder Reaktivdispersionsfarbstoff reagieren.

Bevorzugte Beispiele für derartige organische Lösungsmittel sind Amide, wie Dimethylformamid und Dimethylacetamid, Ketone, wie Aceton und Methyläthylketon, Äther, wie Tetrahydrofuran und Dioxan, sowie weitere Lösungsmittel, z. B. N-Methyl-2-pyrrolidon, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon und dergl. Darunter sind folgende Lösungsmittel besonders bevorzugt: Di-C_1-4-alkyläther von Polyoxyäthylen (addierte Molzahl 1 bis 15), Di-C_1-4-alkyläther vom Polyoxyäthylenoxypropylen- Blockpolymerisaten oder statistischen Polymerisaten (addierte Molzahl 1 bis 15) und dergl.

Das organische Lösungsmittel kann allein oder in Form eines Gemisches aus zwei oder mehr derartigen Lösungsmitteln eingesetzt werden. Vorzugsweise macht das organische Lösungsmittel etwa 1 bis 70 Gewichtsprozent des Tintenlösungsmittels aus. Die Menge des Tintenlösungsmittels wird vorzugsweise so gewählt, daß der Farbstoffgehalt etwa 0,1 bis 15 Gewichtsprozent der Tinte beträgt.

Neben den vorerwähnten wesentlichen Bestandteilen kann die erfindungsgemäße Tinte ggf. verschiedene Additive enthalten, wie Dispergiermittel, oberflächenaktive Mittel, Mittel zur Einstellung der Viskosität, weitere Farbstoffe und dergl. Es ist ferner bevorzugt, daß das in der erfindungsgemäßen Tinte verwendete Additiv mit dem vorerwähnten Farbstoff nicht reaktionsfähig ist. Dies ist jedoch nicht wesentlich, vielmehr kann das Additiv mit dem Farbstoff reagieren, sofern es lediglich in Spurenmengen verwendet wird.

Wichtige Beispiele für Dispergiermittel oder oberflächenaktive Mittel, die eingesetzt werden können, sind: anionische Dispergiermitttel oder oberflächenaktive Mittel, wie Fettsäuresalze, Alkylsulfate, Alkylbenzolsulfonate, Alkylnaphthalinsulfonate, Dialkylsulfosuccinate, Alkylphosphate, Naphthalinsulfonat-Formalin-Kondensationsprodukte und Polyoxyäthylenalkylsulfonate; und nicht-ionogene Dispergiermittel oder oberflächenaktive Mittel, wie Polyoxyäthylenalkyläther, Polyoxyäthylenalkylphenyläther, Polyoxyäthylenfettsäureester, Sorbitanfettsäureester, Polyoxyäthylensorbitanfettsäureester, Polyoxyäthylenalkylamin, Glycerinfettsäureester und Oxyäthylen-Oxypropylen-Blockpolymerisate.

Als Mittel zur Einstellung der Viskosität werden vorzugsweise wasserlösliche natürliche oder synthetische hochmolekulare Materialien verwendet, wie Carboxymethylcellulose, Natriumpolyacrylat, Polyvinylpyrrolidon, Gummi-arabicum, Stärke und dergl. Mit oder ohne Verwendung eines derartigen Mittels zur Einstellung der Viskosität wird eine Viskosität der Tinte von 50 mPa · s oder weniger, vorzugsweise 1 bis 15 mPa · s, bei 25°C, eingestellt.

Zur Herstellung von Strahldrucktinten, bei denen eine elektrostatische Aufladung der Tinte angewandt wird, können Mittel zur Einstellung des spezifischen Widerstands zugesetzt werden, z. B. anorganische Salze, wie Lithiumchlorid, Ammoniumchlorid und Natriumchlorid.

Handelt es sich um eine Strahldrucktinte, die unter Einwirkung von Wärmeenergie abgegeben wird, kann es erforderlich sein, die thermischen physikalischen Eigenschaften, wie spezifische Wärme, Wärmeausdehnungskoeffizient, Wärmeleitfähigkeit und dergl., einzustellen.

Die erforderliche Tinte kann weitere Arten von Additiven enthalten, wie Mittel zur Verhinderung der Schaumbildung, Eindringhilfsmittel, Pilzbekämpfungsmittel und Mittel zur Einstellung des pH-Werts.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren erforderliche Strahldrucktinte wird im allgemeinen hergestellt, indem man die vorerwähnten wesentlichen Bestandteile mit oder ohne Zugabe der vorerwähnten fakultativen Bestandteile vermischt oder löst und anschließend das Gemisch mit einer geeigneten Mahlvorrichtung, z. B. einer Kugelmühle, Sandmühle oder Schnellaufmühle (speedline mill) mahlt. Bei Verwendung eines Reaktivdispersionsfarbstoffs beträgt die Teilchengröße des Farbstoffs 30 µm oder weniger und vorzugsweise 20 µm oder weniger. Eine zu große Teilchengröße des Reaktivdispersionsfarbstoffs verursacht Schwierigkeiten, wie ein Verstopfen der Strahldruckdüsen beim Aufzeichnungsvorgang, ungleichmäßige Färbungseigenschaften beim anschließenden Färbevorgang und dergl. Wird ein Medium, das zum Lösen des Reaktivdispersonsfarbstoffs fähig ist, in Kombination mit einem derartigen Farbstoff verwendet, so läßt sich die erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung in einfacher Weise durch einen Lösungsvorgang, beispielsweise unter Erwärmen, erhalten.

Vorzugsweise wird bei der Herstellung der Tinte aus den vorerwähnten wesentlichen und fakultativen Bestandteilen die Oberflächenspannung der Tinte auf 30 bis 60 dyn/cm eingestellt. Eine derartige Einstellung der Oberflächenspannung kann ohne wesentliche Schwierigkeiten vom Fachmann erreicht werden, indem man den Farbstoff und die Kombination aus Farbstoff und Lösungsmittel in geeigneter Weise wählt und ggf. ein geeignetes Additiv zusetzt.

Liegt die Oberflächenspannung unter 30 dyn/cm, so verursacht die am textilen gewebten oder nichtgewebten Werkstoff aus unterschiedlichen Fasern haftende Tinte in unerwünschter Weise eine Fleckenbildung, so daß es schwierig ist, kleinmustrige oder feine Druck auf dem textilen Werkstoff vorzunehmen. Andererseits wird es bei Oberflächenspannungen über dem vorerwähnten Bereich schwierig, Tintentröpfchen von gleichmäßiger Größe zum Abgabezeitpunkt der Tinte zu bilden. Die vorerwähnten Werte der Oberflächenspannung stellen Werte dar, die bei 25°C mittels eines Geräts zur Messung der Oberflächenspannung der Handelsbezeichnung Kyowa CBVP Surfacetensiometer A-1 der Firma Toa Denpa Kogyo K. K. gemessen werden.

Die einzusetzende Strahldrucktinte eignet sich zum Druck von Mustern auf gewebten oder nichtgewebten textilen Werkstoffen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Tinte zum Druck auf gewebten oder nichtgewebten textilen Werkstoffen, die aus Fasern gebildet sind, die mit Reaktivfarbstoffen färbbar sind, z. B. Baumwolle, Hanf, Viskose, Wolle, Seide und Nylon sowie gemischte gewebte oder nichtgewebte textile Werkstoffe, die aus Mischspinngarnen der vorerwähnten Fasern und Kunstfasern, wie Polyesterfasern, Acetatfasern, Polypropylenfasern, Vinylonfasern und dergl. gebildet sind, eingesetzt. Ggf. können diese gewebten oder nichtgewebten textilen Werkstoffe einer Vorbehandlung unterworfen werden, um das Bedrucken mit der Strahldrucktinte zu erleichtern. Eine derartige Vorbehandlung kann durchgeführt werden, indem man ein wasserlösliches Polymerisat oder ein in Wasser dispergierbares Polymerisat auf die Faseroberfläche aufbringt, um zu gewährleisten, daß der textile Werkstoff die Tinte rasch absorbiert und festhält.

Zum Drucken von Mustern auf gewebte oder nichtgewebte textile Werkstoffe können beliebige Strahldrucksysteme verwendet werden, vorausgesetzt daß sie dazu geeignet sind, die Tinte aus den Düsen an die gewebten oder nichtgewebten Werkstoffe abzugeben. Typische Beispiele für derartige Strahldrucksysteme sind in TEEE Transactions on Industry Applications, Bd. Ja-13, Nr. 1 (Februar und März 1977) sowie in Nikkei Electronics Nr. 305 (6. Dezember 1982) beschrieben.

Einige dieser Systeme sind nachstehend näher erläutert.

In einem ersten System, das mit elektrostatischer Anziehung arbeitet, wird zwischen einer Düse und einer Beschleunigungselektrode, die im Abstand von einigen mm von der Düse angeordnet ist, ein starkes elektrisches Feld aufgebaut. Unter dem Einfluß des elektrischen Feldes wird die Tinte nacheinander in Form von Teilchen oder Tröpfchen aus der Düse extrahiert. Während die Tintentröpfchen in der Lücke zwischen den Ablenkungselektroden fliegen, wird an diese Elektroden ein Signal angelegt, so daß es zum Druck des gewünschten Musters kommt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Tintentröpfchen ohne Ablenkung entsprechend dem Informationssignal strahlenförmig auszusenden. Die erfindungsgemäße Tinte kann mit Erfolg für diese beiden Methoden eingesetzt werden.

Bei einem zweiten System wird die Tinte mittels einer Pumpe geringer Kapazität unter hohen Druck gesetzt, während die Düse beispielsweise unter Einfluß eines Quarzoszillators vibriert, wodurch zwangsweise kleine Tintentröpfchen ausgestoßen werden. Gleichzeitig mit dem Ausstoß werden die Tintentröpfchen entsprechend einem Informationssignal elektrostatisch geladen. Die auf diese Weise aufgeladenen Tintentröpfchen werden entsprechend ihrer Ladungsmenge abgelenkt, wenn sie eine Lücke zwischen ablenkenden Elektrodenplatten passieren. Gemäß einer Modifikation, die im allgemeinen als "Mikropunkt-Tintenstrahlsystem" bezeichnet wird, werden der Tintendruck und die Anregungsbedingungen innerhalb gegebener optimaler Bereiche gehalten, so daß zwei Arten von Tintentröpfchen aus der Düsenspitze erzeugt werden, von denen die einen groß und die anderen klein sind. Dabei werden nur die kleinen Tröpfchen zum Drucken verwendet. Diese Modifikation macht es möglich, unter Verwendung von Düsen mit relativ großem Durchmesser der Düsenöffnung, wie es bei üblichen Strahldrucksystemen üblich ist, kleine Tröpfchen zu erzeugen.

Bei einem dritten System wird die Tinte mittels piezoelektrischer Elemente anstelle einer mechanischen Vorrichtung, z. B. einer Pumpe, unter Druck gesetzt. Die Tinte wird durch das piezoelektrische Element, das durch ein elektrisches Signal betätigt wird, unter Druck gesetzt und aus einer Düse ausgestoßen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorzugsweise auch mit Hilfe eines Strahlendrucksystems gemäß JP-OS 59 936/1979 durchgeführt werden, bei dem eine drastische Volumenänderung der Tinte durch Wärmeenergie erzeugt wird. Die erzeugte Kraft bewirkt eine Abgabe der Tinte aus einer Düse, was den Druckvorgang erzeugt. Bei diesem System läßt sich eine hohe Stabilität des Tintendrucks erreichen.

Die benutzte Tinte kann in beliebigen dieser bekannten Strahlendrucksysteme eingesetzt werden, um Zeichen und Muster auf gewebte oder nichtgewebte textile Werkstoffe zu drucken. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird aufgrund der Tatsache, daß die Oberflächenspannung auf einen bestimmten Bereich eingestellt ist, der Ausstoßvorgang der Tintentröpfchen aus der Düse in einer sehr stabilen Weise gewährleistet. Ferner haftet die ausgestoßene Tinte in geeigneter Weise am textilen Werkstoff, ohne daß es zu einer übermäßigen Fleckenbildung bzw. Verschmieren kommt; dies trotz der Textur des textilen Werkstoffs. Daher lassen sich klare und klein strukturierte Muster mittels einer anschließenden Färbestufe durch Alkali- oder Wärmebehandlung erzielen. Im Gegensatz dazu ist es bei herkömmlichen Tinten häufig nicht möglich, feine oder klein strukturierte Muster zu erzeugen, was auf eine schlechte Haftung der Tintenpunkte auf vorbestimmten Stellungen und auf eine rasche Verteilung der Tintenpunkte entlang der Textur zurückzuführen ist, wodurch es zu Fleckenbildung und Verschmieren kommt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren haftet die Tinte am textilen Werkstoff in präziser Weise in Übereinstimmung mit den Bildsignalen. Der Tintenstrahldruck verursacht lediglich eine Haftung der Tinte am textilen Werkstoff. Vorzugsweise wird daher eine Nachbehandlung durchgeführt, um zu bewirken, daß der Farbstoff mit den Fasern des textilen Werkstoffs reagiert und dort fixiert wird und nicht-fixierter Farbstoff entfernt wird. Der Farbstoff reagiert während der Fixierungsbehandlung mit den Fasern. Im Fall von herkömmlichen Drucktinten (Druckfarben) mit einem Gehalt an organischen Lösungsmitteln, wie mehrwertigen Alkoholen, die mit dem Farbstoff reaktionsfähig sind, reagiert bei der Lagerung der Tinte ein Teil des Farbstoffs in unerwünschter Weise mit dem organischen Lösungsmittel, was zu einer verringerten Tintenfixierungsgeschwindigkeit führt. Ferner verbleibt das organische Lösungsmittel, z. B. der mehrwertige Alkohol, der nicht-flüchtig ist, in gewissem Umfang am textilen Werkstoff, so daß er während der Fixierungsbehandlung mit dem Farbstoff unter Bildung eines Reaktionsprodukts reagiert, was eine Verschlechterung der Waschechtheit bewirkt. Im Gegensatz zu diesen herkömmlichen Tinten kann die Tinte in wirksamer Weise eine Verringerung der Tintenfixierungsgeschwindigkeit und der Waschechtheit des bedruckten textilen Werkstoffs verhindern, was darauf zurückzuführen ist, daß ein organisches Lösungsmittel, das mit dem verwendeten Farbstoff nicht reaktionsfähig ist, verwendet wird.

Die Fixierungsreaktion des Farbstoffs und die Entfernung von nicht-umgesetztem Farbstoff kann nach bekannten Verfahren durchgeführt werden, z. B. das Dämpfungsverfahren, HT-Dämpfungsverfahren, Thermofixierungsverfahren, Alkalipolster- Dämpfungsverfahren, Alkali-Blotch-Dämpfungsverfahren, Alkalischockverfahren, Alkalikaltfixierungsverfahren und dergl. Anschließend schließt sich ein Waschvorgang an.

Erfindungsgemäß wird die Notwendigkeit zur Herstellung von teuren Druckplatten, die bei herkömmlichen Druckverfahren erforderlich sind, beseitigt. Die zu druckenden Bilder lassen sich leicht erzeugen und mittels eines Computers modifizieren. Es ist daher möglich, mit raschen Änderungen in der Mode Schritt zu halten, wobei die Verwendung herkömmlicher teurer Druckplatten entfällt. Dies ermöglicht es, auch bei Produktion geringer Mengen einen ausreichenden Gewinn zu erzielen, während bei herkömmlichen Druckverfahren eine rentable Produktion nur bei großen Produktionsmengen erreicht wird. Das erfindungsgemäße Druckverfahren kann nicht nur in großtechnischem Maßstab sondern auch im Kleinmaßstab durchgeführt werden, so daß es Einzelpersonen möglich ist, bedruckte textile Werkstoffe von hoher Waschechtheit herzustellen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen näher erläutert. Die Mengenangaben beziehen sich auf Gewichtsteile (Teile) oder Gewichtsprozent (Prozent).

Beispiel 1

Reaktivfarbstoff (C. I. Reactive Red 24)
5 Teile
Tetraäthylenglykoldimethyläther	30 Teile
Wasser	65 Teile

Ein Lösungsgemisch dieser Materialien wird unter Verwendung von Natriumhydroxid auf den pH-Wert 8,3 eingestellt und 5 Stunden gerührt. Anschließend wird durch ein Fluoropore Filter FP-100 (Handelsbezeichnung der Fa. Sumitomo Electric Ind., Ltd.) filtriert. Man erhält eine Tinte auf Wasserbasis (1A).

Beispiel 2

Reaktivfarbstoff (C. I. Reactive Blue 216)
6 Teile
Diäthylenglykoldiäthyläther	6 Teile
N-Methyl-2-pyrrolidon	15 Teile
Wasser	73 Teile

Unter Verwendung dieser Materialien wird gemäß dem Verfahren von Beispiel 1 eine Tinte auf Wasserbasis (1B) hergestellt.

Beispiel 3

Reaktivfarbstoff (C. I. Reactive Orange 16)
4 Teile
Reaktivfarbstoff (C. I. Reactive Yellow 37)	3 Teile
Dipropylenglykoldimethyläther	10 Teile
1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon	20 Teile
nicht-ionogenes oberflächenaktives Mittel (Handelsbezeichnung Emulgen PP-150, Produkt der Fa. Kao Corp.)	0,2 Teile
Wasser	63 Teile

Das Lösungsgemisch wird mittels Essigsäure auf den pH-Wert 4,7 eingestellt und 5 Stunden gerührt. Anschließend wird durch ein Fluoropore Filter FP-100 (Produkt der Fa. Sumitomo Electric Ind., Ltd.) filtriert. Man erhält eine Tinte auf Wasserbasis (1C).

Beispiel 4

Reaktivfarbstoff (C. I. Reactive Red 180)
7 Teile
H₃C-(OC₃H₆)-(OC₂H₄)-OC₂H₅	20 Teile
Wasser	73 Teile

Unter Verwendung dieser Materialien wird gemäß dem Verfahren von Beispiel 1 eine Tinte auf Wasserbasis (1D) hergestellt.

Vergleichsbeispiel 1

Eine Vergleichstinte (1E) wird gemäß dem Verfahren von Beispiel 1 hergestellt, mit der Abänderung, daß anstelle von Tetraäthylenglykoldimethyläther Triäthylglykol verwendet wird.

Die Eigenschaften der Tinten der Beispiele 1 bis 4 und des Vergleichsbeispiels 1 sind in Tabelle I zusammengestellt.

Beispiel 5

Ein Druckvorgang wird auf unterschiedlichen textilen Werkstoffen mittels einer Strahldruckvorrichtung unter Verwendung von Wärmeenergie gemäß JP-OS 59 936/1979 durchgeführt, wobei die Tinten auf Wasserbasis der Beispiele 1 bis 4 und des Vergleichsbeispiels 1 verwendet werden. Nach dem Drucken werden die textilen Werkstoffe einer Fixierungsbehandlung durch Dämpfen unterzogen, wobei eine 1-minütige Behandlung bei 100°C in einer Alkaliatmosphäre vorgenommen und anschließend 10 Minuten mit einem neutralen Detergens gewaschen wird. Die textilen Werkstoffe und die darauf erzielten Druckergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt.

Tabelle I

Tabelle II

Beispiel 6

Farbstoff der Formel (2)
5 Teile
anionisches oberflächenaktives Mittel (Dispergiermittel) (Handelsbezeichnung Demol N, der Fa. Kao Corp.) Tetraäthylenglykoldimethyläther	30 Teile
Wasser	61 Teile

Die vorerwähnten Materialien werden einer 36-stündigen Dispergierbehandlung in einer Aluminiumkugelmühle unterzogen. Das Gemisch wird mit Natriumhydroxid auf den pH-Wert 8,3 eingestellt. Sodann wird das Gemisch nochmals durch 3-stündige Behandlung in einer Aluminiumkugelmühle dispergiert. Hierauf wird mit einem Fluoropore Filter FP-1000 (Produkt der Fa. Sumitomo Electric Ind., Ltd.) filtriert, um grobe Teilchen mit Teilchengrößen von mehr als 10 µm zu entfernen. Man erhält eine Tinte auf Wasserbasis (2A).

Beispiel 7

Farbstoff der Formel (7)
4 Teile
anionisches oberflächenaktives Mittel (Handelsbezeichnung Nikkol OTP-100S, Produkt der Fa. Nikkon Chemicals Ltd.)	0,05 Teile
anionisches oberflächenaktives Mittel (Handelsbezeichnung Demol C, Produkt der Fa. Kao Corp.)	1,5 Teile
nicht-ionogenes oberflächenaktives Mittel (Handelsbezeichnung Emulgen 981, Produkt der Fa. Kao Corp.)	0,2 Teile
Diäthylenglykoldiäthyläther	6,5 Teile
N-Methyl-2-pyrrolidon	15 Teile
Wasser	73 Teile

Unter Verwendung dieser Materialien wird gemäß dem Verfahren von Beispiel 6 eine Tinte auf Wasserbasis (2B) hergestellt.

Beispiel 8

Farbstoff der Formel (14)
7 Teile
Farbstoff der Formel (15)	2 Teile
nicht-ionogenes oberflächenaktives Mittel Handelsbezeichnung Emulgen 707, Produkt der Fa. Kao Corp.)	1,5 Teile
nicht-ionogenes oberflächenaktives Mittel (Handelsbezeichnung Rheodol TW-P120, Produkt der Fa. Kao Corp.)	0,2 Teile
Dipropylenglykoldimethyläther	10 Teile
1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon	20 Teile
Wasser	57,5 Teile

Diese Materialien werden einer 40stündigen Dispergierbehandlung in einer Aluminiumkugelmühle unterzogen. Das Gemisch wird mit Essigsäure auf den pH-Wert 5,6 eingestellt. Sodann wird das Gemisch nochmals 2 Stunden einer Dispergierbehandlung unterworfen und anschließend durch ein Fluoropore Filter FP-500 (Produkt der Sumitomo Electric- Ind., Ltd.) filtriert, um grobe Teilchen mit Teilchendurchmessern von mehr als 5 µm zu entfernen. Man erhält eine Tinte auf Wasserbasis (2C).

Beispiel 9

Farbstoff der Formel (9)
6 Teile
anionisches oberflächenaktives Mittel (Handelsbezeichnung Ionet D-2, Produkt der Fa. Sanyo Chemical Industries)	5,5 Teile
H₃C-(OC₃H₆)-(OC₂H₄)₂-OC₂H₅	20 Teile
Wasser	68,5 Teile

Unter Verwendung dieser Materialien wird gemäß dem Verfahren von Beispiel 8 eine Tinte auf Wasserbasis (2D) hergestellt.

Vergleichsbeispiel 2

Eine Vergleichstinte (2E) wird aus den Materialien und gemäß dem Verfahren von Beispiel 6 hergestellt, mit der Abänderung, daß der in Beispiel 6 verwendete Tetraäthylenglykoldimethyläther durch Triäthylenglykol ersetzt wird.

Vergleichsbeispiel 3

Eine Vergleichstinte (2F) wird aus den Materialien und gemäß dem Verfahren von Beispiel 8 hergestellt, mit der Abänderung, daß der in Beispiel 8 verwendete Dipropylenglykoldimethyläther durch Dipropylenglykol ersetzt wird.

Die Eigenschaften der Tinten der Beispiele 6 bis 9 und der Vergleichsbeispiele 2 und 3 sind in Tabelle III zusammengestellt.

Beispiel 10

Ein Druckvorgang wird auf verschiedenartigen Mischgeweben mit einer unter Verwendung von Wärmeenergie arbeitenden Strahldruckvorrichtung gemäß JP-OS 59 936/1979 durchgeführt, wobei die Tinten auf Wasserbasis (2A-2F) gemäß den Beispielen 6 bis 9 und gemäß den Vergleichsbeispielen 2 und 3 eingesetzt werden. Nach dem Druckvorgang werden die textilen Werkstoffe einer 90 Sekunden dauernden Wärmebehandlung bei 180°C unterworfen, wonach sich eine 20 Sekunden dauernde Färbebehandlung bei 90°C in einem Alkalibad, das mit Natriumcarbonat eingestellt ist, anschließt. Anschließend wird der textile Werkstoff mit einem neutralen Detergens gewaschen. Man erhält bedruckte textile Werkstoffe. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengestellt.

Tabelle III

Tabelle IV

Beispiel 11

Gemäß dem Verfahren von Beispiel 2 wird eine Tinte auf Wasserbasis (3A) hergestellt, mit der Abänderung, daß anstelle des in Beispiel 2 verwendeten Diäthylenglykoldiäthyläthers Aceton verwendet wird. Die Tinte 3A zeigt eine Oberflächenspannung von 46 dyn/cm und einen pH-Wert von 8,3.

Ein Druckvorgang wird unter Verwendung der Tinte 3A auf verschiedenen textilen Werkstoffen gemäß den Bedingungen von Beispiel 5 durchgeführt. Es werden im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie mit der Tinte 1B erzielt.

Beispiel 12

Reaktivfarbstoff (C. I.Reactive Red 24)
2 Teile
1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon	50 Teile
N-Methyl-2-pyrrolidon	10 Teile
Wasser	38 Teile

Unter Verwendung dieser Materialien wird gemäß dem Verfahren von Beispiel 1 eine Tinte auf Wasserbasis (3B) hergestellt. Die Tinte 3A zeigt eine Oberflächenspannung von 43 dyn/cm und einen pH-Wert von 8,3.

Ein Druckvorgang wird unter Verwendung der Tinte 3B auf verschiedenen textilen Werkstoffen gemäß den Bedingungen von Beispiel 5 durchgeführt. Die Ergebnisse sind im wesentlichen die gleichen wie bei der Tinte 1A.

Beispiel 13

Farbstoff der Formel (7)
10 Teile
anionisches oberflächenaktives Mittel (Dispergiermittel, Handelsbezeichnung Demol N, Produkt der Fa. Kao Corp.)	5 Teile
1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon	70 Teile
Wasser	15 Teile

Unter Verwendung dieser Materialien wird gemäß dem Verfahren von Beispiel 6 eine Tinte auf Wasserbasis (3C) hergestellt. Die Tinte 3C zeigt eine Oberflächenspannung von 39 dyn/cm und einen pH-Wert von 8,3.

Gemäß den Bedingungen von Beispiel 10 wird unter Verwendung der Tinte 3C auf verschiedenen textilen Werkstoffen ein Druckvorgang durchgeführt. Die Ergebnisse sind im wesentlichen die gleichen wie bei der Tinte 2A.

Beispiel 14

5 Typen von Tinten auf Wasserbasis (3D), (3E), (3F), (3G) und (3H) werden gemäß dem Verfahren von Beispiel 13 hergestellt, wobei anstelle des in Beispiel 13 verwendeten Farbstoffs die Farbstoffe der Formeln (1), (5), (12), (16) und (18) verwendet werden. Diese Tinten zeigen Oberflächenspannungen und pH-Werte in der gleichen Größenordnung wie bei der Tinte 3C.

Unter Verwendung der fünf Tintentypen 3D bis 3H werden auf verschiedenen textilen Werkstoffen im wesentlichen unter den Bedingungen von Beispiel 10 einzelne Druckvorgänge durchgeführt. Die Ergebnisse sind im wesentlichen die gleichen wie bei der Tinte 3C.

Claims

1. Strahldruckverfahren, bei dem eine Tinte mittels eines Tintendrucksystems auf einen textilen Werkstoff mit einem Gehalt an durch einen reaktiven Farbstoff färbbaren Fasern aufgebracht und anschließend eine Farbstoffixierungsbehandlung durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Tinte, die als Hauptbestandteile einen Reaktivfarbstoff oder einen Reaktivdispersionsfarbstoff, Wasser und ein organisches Lösungsmittel, das mit dem Farbstoff nicht reagiert, enthält, auf den textilen Werkstoff aufbringt und den Farbstoff anschließend auf dem bedruckten textilen Werkstoff durch Alkalibehandlung fixiert.

2. Strahldruckverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faser aus der Gruppe Baumwolle, Hanf, Viskose, Wolle, Seide und Nylon ausgewählt ist.

3. Strahldruckverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem textilen Werkstoff um ein Mischgewebe oder ein Mischfaservlies mit einem Gehalt an durch den Reaktivfarbstoff färbbaren Fasern handelt.

4. Strahldruckverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Lösungsmittel keinen aktiven Wasserstoff enthält.

5. Strahldruckverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Lösungsmittel zumindest einen Bestandteil aus der Gruppe Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Aceton, Methyläthylketon, Tetrahydrofuran, Dioxan, N-Methyl-2-pyrrolidon und 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon enthält.

6. Strahldruckverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Lösungsmittel zumindest einen Bestandteil aus der Gruppe Di-C_1-4-alkyläther von Polyoxyäthylen (addierte Molzahl 1 bis 15) und Di-C_1-4-alkyläther von Polyoxyäthylen-oxypropylen-Blockpolymerisaten oder statistischen Polymerisaten (addierte Molzahl 1 bis 15) handelt.

7. Strahldruckverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Lösungsmittel 1 bis 70 Gewichtsprozent des gesamten Lösungsmittels ausmacht.

8. Strahldruckverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoffgehalt der Tinte 0,1 bis 15 Gewichtsprozent beträgt.

9. Strahldruckverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tinte zusätzlich mindestens ein Dispergiermittel, oberflächenaktives Mittel und/oder Mittel zur Einstellung der Viskosität enthält.

10. Strahldruckverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenspannung der Tinte auf einen Bereich von 30 bis 60 dyn/cm bei 25°C eingestellt ist.

11. Strahldruckverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität der Tinte auf nicht mehr als 50 cps bei 25°C eingestellt ist.