Новые черные чернила
Изобретение относится к черным чернилам, содержащим дисперсию черного красителя в водном носителе, содержащим дисперсный синий 291 и/или 291:1, дисперсный красный 82 и дисперсный красный 54, и применению указанных черных чернил в способе цифровой струйной печати на ткани, предпочтительно на полиэстере. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 табл.
Область техники
Изобретение относится к черным чернилам, содержащим смесь красителей дисперсного синего 291 и/или 291:1, дисперсного красного 82 и дисперсного красного 54, и к набору чернил для струйной печати, содержащему указанные черные чернила. Применение указанных черных чернил в способе струйной печати на ткани, предпочтительно сделанной из полиэстера или смесей полиэстера, является дополнительным объектом изобретения.
Предшествующий уровень техники
Струйная печать представляет собой определенный способ цифровой печати, в котором рисунок, подлежащий печати, создается с помощью соответствующего графического программного обеспечения и наносится непосредственно на подложку, подлежащую печати, через струйную печать, которая переносит крошечные капельки чернил на указанную подложку. Выброс чернил может быть непрерывным или осуществляться только по необходимости («капля по требованию», называемая DOD). В свою очередь, в системе DOD механизм выброса капель может быть двух типов: термический или пьезоэлектрический. В первом случае резистор, через который пропускаются импульсы тока, расположен на каждом сопле; при каждом импульсе резистор нагревается до температуры в несколько сотен градусов за несколько микросекунд и создает в чернилах при контакте с ними пузырь пара. Расширение последнего вызывает выброс капли из вышележащего сопла. Во втором случае небольшой канал, окруженный пьезоэлектрическим кристаллом, расположен под каждым соплом; электрический импульс вызывает деформацию кристалла и, как следствие, внезапное сужение канала и выброс чернил.
В последние годы цифровая струйная печать приобретает все большую значимость в качестве способа печати на ткани, поскольку она имеет несколько преимуществ по сравнению с традиционными способами печати, такими как шелкография. Фактически, цифровая струйная печать исключает большие затраты, связанные с созданием инструмента для трафаретной печати, который для небольшого количества материалов является неэкономичным. Кроме того, цифровая струйная печать позволяет применять большое количество цветов и их градиентов. Наконец, более быстрые струйные принтеры теперь доступны на рынке и поэтому пригодны для промышленного применения; эти принтеры имеют головки для чернил с большим количеством сопел, совместимых с чернилами на водной основе. К цифровым струйным принтерам, подходящим для применения чернил на водной основе, например, относятся Artistri® 2020 и 3210 Textile (E.I. du Pont de Nemours), Textile Jet (Mimaki), Display-Maker Fabrijet (MacDermid Color Span), Amber, Zircon, Amethyst and Pike (Stork), серии JP и Lario (MS Printing Solutions), Rhotex и Kappa (Durst), Vutek (Efi), Renoir (Efi-Reggiani), Monnalisa (Robustelli) серии.
Полиэстер является одним из наиболее используемых синтетических волокон в текстильной промышленности; его можно применять отдельно или вместе с другими натуральными или синтетическими волокнами, он может иметь переменную толщину и может быть обработан для адаптации к различным условиям применения. Полиэстер можно применять в смесях с хлопком или нейлоном, полипропиленом, лайкрой и т.д. для изготовления практически любого предмета одежды, таких как рубашки, брюки, куртки, нижнее белье, перчатки и т.д. Полиэстер также все чаще применяется в качестве подкладки для зимней одежды, в качестве исходного волокна для получения флиса и в качестве дышащего материала, в виде полиэстера с полыми сердечниками, для специализированной спортивной одежды.
Дисперсные красители широко применяются в текстильной печати, в частности при печати на гидрофобных волокнах, таких как ацетаты полиэстера и целлюлозы.
Системы дисперсных красителей должны иметь особые требования, чтобы использоваться в цифровой струйной печати на тканях, например, пропускную способность через сопла принтера, стабильность при использовании и хранении, цветовые свойства, такие как, например, интенсивность.
Черные чернила на водной основе и дисперсные красители, имеющие хорошую интенсивность цвета, описаны в US 7,221,130.
Тем не менее, все еще особенно ощущается необходимость получения черных чернил с высокой интенсивностью, то есть имеющих высокую оптическую плотность не только тогда, когда на ткани напечатано большое количество чернил, но также и для областей печати с меньшим количеством чернил, так чтобы этот черный оставался интенсивным без быстрого ухудшения до серого.
Краткое описание изобретения
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что черные чернила, содержащие смесь определенных дисперсных красителей, придают тканям высокую оптическую плотность окраски даже при уменьшенном количестве нанесенных чернил.
Более низкая склонность к осветлению черных чернил согласно изобретению приводит к ряду преимуществ, включающих:
- Возможность формировать меньший объем капель, сохраняя хорошую интенсивность при том же разрешении; это может привести к увеличению разрешения печати и/или возможному увеличению частоты выброса и, следовательно, к более высокой скорости печати;
- Достижение высоких оптических плотностей даже при более низких разрешениях печати.
Следовательно, первым объектом настоящего изобретения являются черные чернила, подходящие для применения в струйной печати, содержащие смесь красителей дисперсного синего 291 и/или 291:1, дисперсного красного 82 и дисперсного красного 54.
Вторым объектом настоящего изобретения является набор чернил, содержащий:
- черные чернила согласно первому объекту изобретения и
- по меньшей мере одни цветные чернила, выбранные из голубых, пурпурных, желтых, красных, фиолетовых, оранжевых и синих, включающие по меньшей мере один дисперсный краситель в водном носителе.
Третьим объектом настоящего изобретения является способ струйной печати на ткани с применением чернил согласно первому объекту изобретения или набора чернил согласно второму объекту изобретения.
Предпочтительно указанный способ включает следующие стадии:
(a) обеспечение струйного принтера, реагирующего на цифровые сигналы,
(b) загрузка в принтер ткани, подлежащей печати,
(c) загрузка в принтер черных чернил согласно первому объекту изобретения или набора чернил согласно второму объекту изобретения,
(d) печать на ткани с применением указанных черных чернил или набора чернил в ответ на цифровой сигнал и, необязательно,
(e) закрепление чернил, напечатанных на ткани, нагреванием,
(f) стирка ткани, обработанной таким образом.
Четвертой объектом настоящего изобретения является применение черных чернил согласно первому объекту изобретения или набора чернил согласно второму объекту изобретения при струйной печати.
Пятый объект изобретения представляет собой композицию для получения черных чернил по изобретению, содержащую следующую смесь дисперсных красителей в водном носителе:
- от 6 до 20 мас. %, предпочтительно от 8 до 14 мас. %, еще более предпочтительно от 9 до 11 мас. %, еще более предпочтительно 10,4 мас. % дисперсного синего 291 и/или 291:1;
- от 1 до 8 мас. %, предпочтительно от 3 до 5 мас. %, еще более предпочтительно 3,6 мас. % дисперсного красного 82,
- от 1 до 10 мас. %, предпочтительно от 2 до 7 мас. %, еще более предпочтительно 6 мас. % дисперсного красного 54,
в расчете на общую массу композиции.
Определения
Дисперсные красители по настоящему изобретению по существу нерастворимы в водном носителе и диспергированы в обычных диспергаторах, которые известны специалисту в данной области техники, с помощью дисперсионных методик, обычно используемых при получении чернил для струйной печати.
Дисперсные красители по настоящему изобретению обозначены названием «C.I.», установленным Обществом Красильщиков и Колористов (Society of Dyers and Colourists), Дрэдфорд, Йоркшир, Великобритания, опубликованном в Color Index, 3-е издание, 1971.
В настоящем изобретении цвет печатных чернил оценивали с помощью колориметрической модели L*a*b*, закодированной Международной Комиссией по Освещению (CIE) и также известной как CIEL*a*b*. С помощью этой модели, цвет идентифицируется тремя значениями: L*, яркость, значения которой варьируются от 0 до 100; a* и b*, две цветовые координаты, которые указывают на склонность к зеленому (a* меньше 0)/красному (a* больше 0), а также к синему (b* меньше 0)/желтому (b* больше 0) со значениями от минус 120 до плюс 120. С помощью шкалы L*a*b* в качестве системы измерения цвета, можно сравнить чернила по изобретению с чернилами, составленными с различными значениями C.I., имеющими такую же концентрацию. В частности, для черных важно учитывать значение яркости L*, которое теоретически находится в диапазоне от 0 до 100. Чем выше значение L*, тем светлее будет напечатанный объект. Путем сравнения изменения L* при разных количествах напечатанных чернил для разных составов можно измерить различную тенденцию чернил к осветлению.
Под «количеством напечатанных чернил» согласно настоящему изобретению подразумевается масса чернил на единицу поверхности ткани, которая измеряется как г чернил/м2 ткани (г/м2).
Под «водным носителем» согласно настоящему изобретению подразумевается раствор, суспензия или эмульсия, в котором диспергирован краситель. Водный носитель состоит из водного растворителя и любых добавок к чернилам, когда они присутствуют, и, следовательно, представляет собой все компоненты чернил, отличные от красителей.
Под «водным растворителем» согласно настоящему изобретению подразумевается вода или смесь воды и органических растворителей, смешивающихся с водой.
Под «добавками» или «добавками к чернилам» согласно настоящему изобретению подразумеваются все компоненты чернил, отличные от красителей и водного растворителя.
Подробное описание изобретения
Первым объектом настоящего изобретения являются черные чернила, подходящие для применения в струйной печати, содержащие смесь дисперсных красителей синего 291 и/или 291:1, дисперсного красного 82 и дисперсного красного 54.
Предпочтительно указанные черные чернила не содержат никаких других красителей в дополнение к вышеупомянутой смеси красителей. В этом предпочтительном варианте осуществления красители, присутствующие в черных чернилах согласно первому объекту изобретения, представляют собой вышеупомянутую смесь.
Предпочтительно черные чернила согласно первому объекту изобретения, содержат
- от 3 до 10 мас. % дисперсного синего 291 и/или 291:1,
- от 0,5 до 4 мас. % дисперсного красного 82, и
- от 0,5 до 5 мас. % дисперсного красного 54,
в расчете на общую массу чернил.
Более предпочтительно черные чернила согласно первому объекту изобретения содержат:
- от 4 до 7 мас. %, более предпочтительно от 4,5 до 5,5 мас. %, еще более предпочтительно 5,2 мас. % дисперсного синего 291 и/или 291:1, предпочтительно дисперсного синего 291:1.
- от 1,5 до 2,5 мас. %, более предпочтительно 1,8 мас. % дисперсного красного 82, и
- от 1 до 3,5 мас. %, более предпочтительно 3 мас. % дисперсного красного 54,
в расчете на общую массу чернил.
В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления черные чернила согласно первому объекту изобретения содержат 5,2 мас. % дисперсного синего 291 и/или 291:1, 1,8 мас. % дисперсного красного 82 и 3 мас. % дисперсного красного 54 в расчете на общую массу чернил.
Предпочтительно черные чернила по изобретению содержат только один дисперсный синий краситель, выбранный из, альтернативно, дисперсного синего 291 и дисперсного синего 291:1. Более предпочтительно указанный синий краситель представляет собой дисперсный синий 291:1.
Предпочтительно указанную смесь красителей диспергируют в водном носителе, предпочтительно состоящем из водного растворителя и, необязательно, добавок к чернилам.
Предпочтительно черные чернила согласно первому объекту изобретения содержат:
- от 70 до 98 мас. %, предпочтительно от 70 до 95 мас. %, более предпочтительно от 88 до 92 мас. %, еще более предпочтительно 90 мас. % водного носителя и от 2 до 30 мас. %, предпочтительно от 5 до 30 мас. %, более предпочтительно от 8 до 12 мас. %, еще более предпочтительно 10 мас. % указанной смеси красителей в расчете на общую массу чернил.
На скорость подачи капли чернил, длину связки капли, размер и стабильность потока капель сильно влияют поверхностное натяжение и вязкость чернил.
Следовательно, предпочтительно черные чернила согласно первому объекту изобретения имеют поверхностное натяжение, составляющее от 20 до 40 мН/м, более предпочтительно составляющее от 25 до 35 мН/м при 25°C, и/или вязкость, составляющую от 3 и 9 мПа×с, более предпочтительно составляющую от 4 до 8 мПа×с при 25°С.
Вторым объектом настоящего изобретения является набор чернил для струйной печати, содержащий
- черные чернила согласно первому объекту изобретения и
- по меньшей мере одни цветные чернила, выбранные из голубых, пурпурных, желтых, красных, фиолетовых, оранжевых и синих, включающих по меньшей мере один дисперсный краситель в водном носителе, как определено выше.
В предпочтительном варианте осуществления второго объекта изобретения набор содержит черные чернила согласно первому объекту изобретения и чернила голубого, пурпурного, желтого, красного, фиолетового, оранжевого и синего цветов, каждый содержащий по меньшей мере один дисперсионный краситель в водном носителе.
Согласно второму объекту настоящего изобретения голубые чернила предпочтительно содержат по меньшей мере один дисперсный краситель, выбранный из DB60, DB56, DB27, DB87, DB257, DB367 и их смесей.
Согласно второму объекту настоящего изобретения пурпурные чернила предпочтительно содержат по меньшей мере один дисперсный краситель, выбранный из DR76, DR92, DR86, DR89, DR5, DR75, DR121, DR127, DR132, DR145, DR159, DR164, DR179, DR184, DR189, DR191 и их смесей.
Согласно второму объекту настоящего изобретения желтые чернила предпочтительно содержат по меньшей мере один дисперсный краситель, выбранный из DY5, DY42, DY33, DY50, DY59, DY114, DY79, DY83, DY98, DY100, DY122, DY139, DY140, DY160, DY199, DY201, DY204, DY206, DY224, DY231 и их смесей.
Согласно второму объекту настоящего изобретения красные чернила предпочтительно содержат по меньшей мере один дисперсный краситель, выбранный из DR54, DR177, DR229, DR258 и их смесей.
Согласно второму объекту настоящего изобретения фиолетовые чернила предпочтительно содержат по меньшей мере один дисперсный краситель, выбранный из DV26, DV57, DV37 и их смесей.
Согласно второму объекту настоящего изобретения оранжевые чернила предпочтительно содержат по меньшей мере один дисперсный краситель, выбранный из DO44, DO29, DO30 и их смесей.
Согласно второму объекту настоящего изобретения синие чернила предпочтительно содержат по меньшей мере один дисперсный краситель, выбранный из DB77, DB77:1, DB79, DB79:1, DB291:1, DB165, DB165:1, DB73 и их смесей.
Согласно второму объекту настоящего изобретения по меньшей мере одни цветные чернила могут быть в «легкой» версии, содержащей более низкие концентрации красителей.
Согласно второму объекту изобретения набор может также включать дополнительные чернила, окрашенные другим образом или с градациями цвета, отличными от перечисленных, и содержащие дисперсный краситель.
Согласно первому и/или второму объекту изобретения предпочтительно водный носитель содержит воду в качестве водного растворителя, необязательно смешанного с одним или более органическими растворителями.
Предпочтительно черные чернила по изобретению содержат от 60 до 90 мас. %, предпочтительно от 65 до 85 мас. %, более предпочтительно от 70 до 80 мас. % воды в расчете на общую массу чернил.
Тип органического растворителя, который применяют в водном носителе чернил согласно первому и/или второму объекту изобретения, и его количество зависят от типа нанесения и желаемого поверхностного натяжения, вязкости и давления пара чернил, его растворимости в воде, применяемого красителя и совместимости с материалами, составляющими печатающее устройство, а также подложки, на которой должны быть напечатаны чернила.
Примерами смешивающихся с водой органических растворителей, которые можно использовать в водном носителе вышеуказанных черных или цветных чернил, включают спирты, кетоны, кетоспирты, эфиры и другие, такие как тиодигликоль, сульфолан, 2-пирролидон, 1,3-диметил-2-имидазолидинон и капролактам; гликоли, такие как этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, трипропиленгликоль, триметиленгликоль, бутиленгликоль и гексиленгликоль; аддитивные полимеры оксиэтилена или оксипропилена, такие как полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль и подобные; триолы, такие как глицерин и 1,2,6-гексанотриол; низшие алкильные эфиры многоатомных спиртов, такие как монометиловый эфир этиленгликоля, моноэтиловый эфир этиленгликоля, монометиловый эфир диэтиленгликоля, моноэтиловый эфир диэтиленгликоля; низшие диалкиловые эфиры многоатомных спиртов, такие как диэтиленгликоль диметиловый или диэтиловый эфир.
Органический растворитель присутствует в водном носителе чернил согласно первому и/или второму объекту изобретения в количестве от 2 до 70 %, предпочтительно от 5 до 50 %, более предпочтительно от 5 до 30 %, еще более предпочтительно от 7 до 25 % в расчете на общую массу водного носителя.
Согласно предпочтительному варианту осуществления черных чернил согласно первому объекту изобретения водный растворитель состоит из смеси воды, глицерина и пропиленгликоля. Предпочтительно в этом случае черные чернила содержат, в расчете на общую массу чернил, от 2 до 15 мас. %, предпочтительно от 5 до 10 мас. %, более предпочтительно от 7 до 9 мас. %, еще более предпочтительно 8,5 мас. % глицерина, от 1 до 3 мас. %, предпочтительно от 1,5 до 2,5 мас. %, более предпочтительно 2 мас.% пропиленгликоля и от 60 до 90 мас. %, предпочтительно от 65 до 85 мас. %, более предпочтительно от 70 до 80 мас. % воды.
Согласно первому и второму объектам изобретения водный носитель дополнительно содержит добавки, обычно используемые в дисперсных чернилах, поскольку они не влияют на стабильность и способность конечных чернил к выбрасыванию.
В частности, в водном носителе согласно первому объекту изобретения добавки, когда они присутствуют, составляют менее 15 мас. % в расчете на общую массу чернил.
Такие добавки, хорошо известные специалисту в данной области и обычно используемые в ней, включают: поверхностно-активные вещества для регулирования поверхностного натяжения и смачиваемости; диспергирующие полимеры для улучшения стабильности; биоциды для подавления роста микроорганизмов; регуляторы pH; связывающие агенты (то есть хелатирующие агенты) для устранения воздействия любых ионов металлов, присутствующих в качестве примесей.
Поверхностно-активными веществами, подходящими в качестве добавок, являются, например, этоксилированные ацетиленовые диолы (то есть серия Surfynols(R) Air Products), первичные этоксилированные спирты (то есть серия Clariant Genapol®) и вторичные этоксилированные спирты (то есть серия Tergitol(R) Union Carbide), сульфосукцинаты (то есть серия Cytec в Aerosol(R)), кремнийорганические соединения (то есть серия GE Silicons Silwet (R)) и фторированные поверхностно-активные вещества (то есть серия DuPont Zonyl (R)). В частности, в черных чернилах согласно первому объекту изобретения поверхностно-активные вещества, если они присутствуют, применяют в количестве от 0,01 до 5 мас. %, предпочтительно от 0,2 до 2 мас. %, еще более предпочтительно от 0,2 до 3 мас. % в расчете на общую массу чернил.
Диспергирующие полимеры, подходящие в качестве добавок, представляют собой, например, полимеры, растворимые или диспергируемые в водном носителе, и могут быть ионными или неионными. Подходящими классами полимеров могут быть акриловые, стирол-акриловые полимеры и полиуретаны. Коммерческими полимерами, подпадающими под вышеуказанные химические классы и подходящими для использования в чернилах по настоящему изобретению, являются, например, DISPERBYK-190, продаваемый BYK-Chemie GmbH, и серия Joncryl, продаваемая BASF SE.
В частности, в черных чернилах согласно первому объекту изобретения диспергирующие полимеры, если они присутствуют, применяют в количестве менее 15 мас. % в расчете на общую массу чернил, предпочтительно в количестве в диапазоне от 1 до 10 мас. %, более предпочтительно от 1 до 6 мас.%, еще более предпочтительно 4 мас. % в расчете на общую массу чернил.
Биоциды, подходящие в качестве добавок, включают, например, Proxel GXL (продается Lonza LTD).
Регуляторы pH, подходящие в качестве добавок, включают, например, трис(гидроксиметил)аминометан («Trizma» или «Tris»), TEA (триэтаноламин) и 2-амино-2-метилпропан-1-ол (AMP95, продаваемый Dow Chemical Company).
Связывающие агенты, подходящие в качестве добавок, включают этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТА), имминодиуксусную кислоту (ИДА), этилендиамин-ди(о-гидроксифенилуксусную кислоту) (ЭДДГА), нитрилотриуксусную кислоту (НТА), дигидроксиэтилглицин (ДГЭГ), транс-1,2-циклогексанодиаминатетрауксусную кислоту (CyDTA), этилентриамин-N,N,N',N'',N''-пентауксусную кислоту (DTPA), гликольэфирдиамин-N,N,N',N'-тетрауксусную кислоту (GEDTA) и их соли.
Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления черных чернил согласно первому объекту изобретения они содержат в качестве аддитивных агентов регулятор рН, предпочтительно 2-амино-2-метилпропан-1-ол, поверхностно-активное вещество, предпочтительно этоксилированный ацетиленовый диол, и диспергирующий полимер, предпочтительно полимер, продаваемый под торговой маркой DISPERBYK-190, состоящий из 40% водного раствора высокомолекулярного блок-сополимера с пигмент-аффинными группами. Количества поверхностно-активного вещества и полимера регулируют так, чтобы предпочтительно достигать предпочтительных значений поверхностного натяжения и вязкости, указанных выше.
Предпочтительно в черных чернилах согласно первому объекту изобретения pH имел значение от 6 до 9, предпочтительно от 7 до 8, еще более предпочтительно 7,5.
Особенно предпочтительный состав черных чернил согласно настоящему изобретению содержит:
5,2 мас. % дисперсного синего 291 и/или дисперсного синего 291:1;
1,8 мас. % дисперсного красного 82;
3 мас. % дисперсного красного 54;
8,5 мас. % глицерина;
2 мас. % пропиленгликоля;
4 % диспергирующего полимера;
от 71 до 80 мас. % воды.
Предпочтительно указанный состав дополнительно содержит регулятор рН, предпочтительно 2-амино-2-метилпропан-1-ол, поверхностно-активное вещество, предпочтительно этоксилированный ацетиленовый диол и биоцид. Количества поверхностно-активного вещества и полимера предпочтительно регулируют так, чтобы достичь предпочтительных значений поверхностного натяжения и вязкости, указанных выше.
Как будет показано в экспериментальном разделе, черные чернила согласно первому объекту изобретения, напечатанные на ткани в различных количествах на единицу поверхности, показывают значение L* всегда ниже сравнительных черных чернил, напечатанных в равных количествах, в частности, при нанесении небольшого количества.
Третьим объектом настоящего изобретения является способ струйной печати на ткани с применением черных чернил согласно первому объекту изобретения или набора чернил согласно второму объекту изобретения.
Предпочтительно указанный способ включает следующие стадии:
(а) обеспечение струйного принтера, реагирующего на цифровые сигналы,
(б) загрузка в принтер ткани, подлежащей печати,
(c) загрузка в принтер черных чернил согласно первому объекту изобретения или набора чернил согласно второму объекту изобретения,
(d) печать на ткани с применением указанных чернил в ответ на цифровой сигнал, и,
необязательно,
(е) закрепление дисперсных чернил,
(f) стирка ткани с цифровой печатью,
Предпочтительно, согласно третьему объекту изобретения, в принтер загружается набор чернил согласно второму объекту изобретения.
Четвертым объектом настоящего изобретения является применение черных чернил согласно первому объекту изобретения или набора чернил согласно второму объекту изобретения в струйной печати, предпочтительно на ткани.
Согласно третьему и четвертому объектам изобретения ткань сделана из полиэстера и/или смеси полиэстера. Примером ткани из полиэстера является Georg+Otto Friedrich, 6050 KBC, 100% полиэстер, 115 г/м2, предварительно обработанная для прямой печати так, что чернила, нанесенные во время струйной печати, впитываются самой тканью. Подходящие предварительные обработки известны специалистам в данной области и наносятся известными способами, например, погружением или распылением. После предварительной обработки ткань обычно сушат обычными способами, как правило при температуре менее 100°С, до тех пор, пока ткань не станет сухой.
Согласно третьему и четвертому объектам изобретения, печать предпочтительно осуществляется с помощью струйного принтера с технологией DOD, например, принтера, выбранного из Artistri ® 2020 и 3210 Textile (EI du Pont de Nemours), Textile Jet (Mimaki). ), Display-Maker Fabrijet (MacDermid Color Span), Amber, Zircon, Amethyst и Pike (Stork), серий JP и Lario (MS Printing Solutions), Rhotex (Durst), Vutek (Efi), Renoir (Efi-Reggiani), Monnalisa (Robustelli).
Количество чернил, наносимых на ткань, зависит от модели принтера и его разрешения, а также от количества чернил, необходимого для достижения определенного цвета. Исходя из этих соображений, определяют количество чернил в граммах, напечатанных на единицу площади ткани для данного цвета. В варианте осуществления согласно третьему и четвертому объекту изобретения наносят от 0,5 до 20 граммов чернил на м2 ткани.
Ткань, пропечатанная согласно третьему и четвертому объекту изобретения, подвергают последующей обработке способами, известными специалисту в данной области. Предпочтительно ткань выдерживают при 25°С и относительной влажности менее 50 % перед закреплением цвета. Закрепление можно осуществлять сухим жаром, предпочтительно при 200°С в течение 1 минуты; давлением паров, предпочтительно при 140°С в течение 25 минут; или перегретым паром, предпочтительно при от 170 до 180°С в течение от 7 до 10 минут. После закрепления предпочтительно пропечатанную ткань промывают в холодной воде в течение от 10 до 15 минут. Избыток красителя затем удаляют путем восстановления с применением раствора 1 г/л гидроксида натрия, 2 г/л гидросульфита натрия и 1 г/л анионного поверхностно-активного вещества в течение от 10 до 15 минут при 70°С. Любое анионное поверхностно-активное вещество, подходящее для стирки дисперсных красителей на ткани из полиэстера, может быть использовано в качестве анионного поверхностно-активного вещества.
Пятый объект изобретения представляет собой композицию для получения черных чернил по изобретению, содержащую следующую смесь дисперсных красителей в водном носителе:
- от 6 до 20 мас. %, предпочтительно от 8 до 14 мас. %, еще более предпочтительно от 9 до 11 мас. %, еще более предпочтительно 10,4 мас. % дисперсного синего 291 и/или 291:1;
- от 1 до 8 мас. %, предпочтительно от 3 до 5 мас. %, еще более предпочтительно от 3,6 мас. % дисперсного красного 82,
- от 1 до 10 мас. %, предпочтительно от 2 до 7 мас. %, еще более предпочтительно 6 мас. % дисперсного красного 54,
в расчете на общую массу композиции.
В композиции согласно пятому объекту изобретения водный носитель содержит водный растворитель, который может представлять собой воду или смесь воды и по меньшей мере одного органического растворителя. Предпочтительно водный растворитель представляет собой смесь воды и глицерина. В последнем случае композиция содержит от 5 до 15 мас. %, предпочтительно от 6 до 10 мас. %, еще более предпочтительно 8 мас. % глицерина в расчете на общую массу композиции.
Еще более предпочтительно указанная композиция дополнительно содержит диспергирующий полимер, как описано выше. Предпочтительно указанный диспергирующий полимер присутствует в количестве в диапазоне от 5 до 30 мас. %, предпочтительно от 6 до 15 мас. %, еще более предпочтительно 8 мас. % в расчете на общую массу композиции.
Композиция согласно пятому объекту изобретения можно хранить и использовать в качестве промежуточного продукта для получения черных чернил согласно первому объекту изобретения путем разбавления оставшимися ее компонентами.
Экспериментальная часть
- Получения концентрированных дисперсий красителей с 1 по 6
Концентрированные дисперсии различных красителей получают путем смешивания 20 мас. % порошка дисперсного красителя, 20 мас. % полимерного диспергатора (DisperBYK 190), 8 мас. % глицерина, 2-амино-2-метилпропан-1-ола (AMP 95) по мере необходимости, чтобы довести рН до 7,5, воды по мере необходимости до 100 %.
В частности, получают шесть различных концентрированных дисперсий:
концентрированная дисперсия красителя 1 содержит 20 мас. % дисперсного синего 291:1 (DB291:1);
концентрированная дисперсия красителя 2 содержит 20 мас. % дисперсного красного 82 (DR82);
концентрированная дисперсия красителя 3 содержит 20 мас. % дисперсного красного 54 (DR54);
концентрированная дисперсия красителя 4 содержит 20 мас. % дисперсного желтого 114 (DY114);
концентрированная дисперсия красителя 5 содержит 20 мас. % дисперсного оранжевого 29 (DO29);
концентрированная дисперсия 6 красителя содержит 20 мас. % дисперсного синего 79: 1 (DB79: 1).
Концентрированные дисперсии красителей 1-6 затем измельчают с помощью микросферной мельницы до достижения среднего размера частиц от 0,05 до 0,3 мкм.
- Получение дисперсий черного красителя
Путем подходящего смешивания концентрированных дисперсий красителей, которые получают, как было описано выше, получают 3 различных черных состава, имеющих следующую композицию, в массовых процентах в расчете на общую массу полученного черного продукта:
Черная дисперсия согласно изобретению (BLACK DISP INV):
- 52 % концентрированной дисперсии дисперсного синего 291:1 (DB291:1)
- 18 % концентрированной дисперсии дисперсного красного 82 (DR82), и
- 30 % концентрированной дисперсии дисперсного красного 54 (DR54).
Сравнительная черная дисперсия 1 (COMP BLACK DISP1):
- 30 % концентрированной дисперсии дисперсного красного 54 (DR54)
- 10 % концентрированной дисперсии дисперсного желтого 114 (DY114), и
- 60 % концентрированной дисперсии дисперсного синего 79:1 (DB79:1).
Сравнительная черная дисперсия 2 (COMP BLACK DISP2):
- 46 % концентрированной дисперсии дисперсного синего 291:1 (DB291:1)
- 22 % концентрированной дисперсии дисперсного красного 82 (DR82), и
- 32 % концентрированной дисперсии дисперсного оранжевого 29 (DO29).
- Получение черных чернил
Получают три вида черных чернил, одно по изобретению (чернила INV) и два сравнительных (чернила COMP1 и чернила COMP2), путем добавления к 4,5 частям глицерина, при непрерывном перемешивании до однородности, 0,2 части биоцида (Proxel GXL), 50 частей дисперсии черного красителя, полученной, как указано выше, 2 части пропиленгликоля, 0,5 части ацетиленового поверхностно-активного вещества (Surfynol 440) и воды по мере необходимости до 100.
В чернилах по изобретению (чернила INV) применяют черную дисперсию BLACK DISP INV, в сравнительных черных чернилах 1 (чернила COMP1) применяют черную дисперсию COMP BLACK DISP1, и в сравнительных черных чернилах 2 (чернила COMP2) применяют COMP BLACK DISP2.
Состав и свойства черных чернил по изобретению (чернила INV) и сравнительных чернил 1 и 2 (чернила COMP1 и чернила COMP2) показаны в Таблице 1.
Таблица 1
| Компоненты | чернила INV | чернила COMP1 | чернила COMP2 |
| Inv. Черная Дисперсия | 50 | ||
| COMP1 Черная Дисперсия | 50 | ||
| COMP2 Черная Дисперсия | 50 | ||
| Глицерин | 4,5 | 4,5 | 4,5 |
| Proxel GXL | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| Пропиленгликоль | 2 | 2 | 2 |
| Surfynol 440 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| Вода | До 100 по необходимости | До 100 по необходимости | До 100 по необходимости |
| Свойства | |||
| pH | 7,5 | 7,5 | 7,5 |
| Вязкость (мПа×с 25 °C) |
6,0 | 6,4 | 6,1 |
| Поверхностное натяжение | 30,1 | 30,3 | 30,1 |
Как можно легко заметить, все 3 чернил содержат одинаковый мас. % красителя.
- Печать черными чернилами на тканях из полиэстера.
Полученные чернила отфильтровывают и, при необходимости, дегазируют.
Каждые из этих чернил затем наносят на ткань из полиэстера (Georg+Otto Friedrich, 6050 KBC, 100% полиэстер, 115 г/м2, предварительно обработанный для прямой печати) с использованием принтера MS JP5 в режиме C; с каждыми чернилами, на разных участках ткани печатают разное количество чернил.
После печати цвет закрепляют паром при 170 °С в течение 10 минут, затем ткань очищают в восстановительной ванне и стирают.
- Измерение цвета на тканях из полиэстера
Ткани с напечатными чернилами (ткань с печатью чернилами INV, ткань с печатью чернилами COMP1, ткань с печатью чернилами COMP2) исследуют с помощью спектрофотометра Datacolor DATAFLASH DF110 с применением координат L*a*b*. Результаты показаний L*, a* и b* для различных количеств нанесенных чернил показаны в Таблице 2. В Таблице 2 также показаны различия между значениями L*, измеренными на тканях с печатью каждыми из сравнительных чернил, чернила COMP1 или COMP2, и соответствующие значения L*, измеренные на тканях с печатью чернилами по изобретению, обозначенные, соответственно, как ΔL*1 и ΔL*2.
Таблица 2
| Проанализированный образец | L* | a* | b* | ΔL*1 (L*COMP1-L* INV) | ΔL*2 (L*COMP2-L* INV) | |
| Ткань без печати | 91,13 | 1,73 | минус 12,14 | |||
| Ткань с печатью чернилами INV | 24,21 | 0,59 | минус 2,62 | 0,04 | 1,30 | |
| Ткань с печатью чернилами COMP1 | 24,25 | минус 0,24 | минус 0,67 | |||
| Ткань с печатью чернилами COMP2 | 25,51 | 0,03 | минус 2,35 | |||
| Ткань с печатью чернилами INV | 25,46 | 1,91 | минус 4,50 | 0,80 | 4,53 | |
| Ткань с печатью чернилами COMP1 | 26,26 | минус 0,31 | минус 1,53 | |||
| Ткань с печатью чернилами COMP2 | 29,99 | минус 0,13 | минус 3,04 | |||
| Ткань с печатью чернилами INV | 29,16 | 3,29 | минус 7,12 | 8,09 | 12,87 | |
| Ткань с печатью чернилами COMP1 | 37,25 | минус 1,11 | минус 4,15 | |||
| Ткань с печатью чернилами COMP2 | 42,03 | минус 0,65 | минус 4,31 | |||
| Ткань с печатью чернилами INV | 36,60 | 4,60 | минус 8,47 | 9,66 | 14,64 | |
| Ткань с печатью чернилами COMP1 | 46,26 | минус 1,51 | минус 5,78 | |||
| Ткань с печатью чернилами COMP2 | 51,24 | минус 0,70 | минус 5,05 | |||
| Ткань с печатью чернилами INV | 49,44 | 4,91 | минус 9,90 | 8,57 | 20,19 | |
| Ткань с печатью чернилами COMP1 | 58,01 | минус 1,12 | минус 7,54 | |||
| Ткань с печатью чернилами COMP2 | 69,63 | 2,49 | минус 13,49 |
Как видно из данных, представленных в Таблице 2, образцы ткани с печатью черными чернилами по изобретению имеют более низкие значения L*, чем у ткани без печати.
Кроме того, цвет ткани с печатью черными чернилами по изобретению имеет более низкое значение L* по сравнению со сравнительными чернилами не только тогда, когда ткань печатается большими количествами, но и, в частности, небольшими количествами. Другими словами, данные, показанные в Таблице 2, говорят о том, что черный цвет ткани с печатью черными чернилами по изобретению намного ярче, чем у сравнительных чернил, с постепенным уменьшением количества печати.
1. Черные чернила для применения в струйной печати, содержащие смесь красителей дисперсного синего 291 и/или 291:1, дисперсного красного 82 и дисперсного красного 54.
2. Черные чернила по п. 1, где указанная смесь диспергирована в водном носителе, состоящем из водного растворителя и, необязательно, добавок к чернилам.
3. Черные чернила по п. 2, содержащие в расчете на общую массу чернил:
от 70 до 98 мас.%, предпочтительно от 70 до 95 мас.%, более предпочтительно от 88 до 92 мас.%, еще более предпочтительно 90 мас.% указанного водного носителя и
от 2 до 30 мас.%, предпочтительно от 5 до 30 мас.%, более предпочтительно от 8 до 12 мас.%, еще более предпочтительно 10 мас.% указанной смеси красителей.
4. Черные чернила по любому из пп. 1-3, содержащие в расчете на общую массу чернил:
от 3 до 10 мас.%, предпочтительно от 4 до 7 мас.%, еще более предпочтительно от 4,5 до 5,5 мас.%, еще более предпочтительно 5,2 мас.% дисперсного синего 291 и/или дисперсного синего 291:1,
от 0,5 до 4 мас.%, предпочтительно от 1,5 до 2,5 мас.%, более предпочтительно 1,8 мас.% дисперсного красного 82 и
от 0,5 до 5 мас.%, предпочтительно от 1 до 3,5 мас.%, более предпочтительно 3 мас.% дисперсного красного 54.
5. Черные чернила по любому из пп. 1-4, имеющие поверхностное натяжение, составляющее от 20 до 40 мН/м, предпочтительно составляющее от 25 до 35 мН/м при 25°С, и/или вязкость, составляющую от 3 до 9 мПа×с, предпочтительно составляющую от 4 до 8 мПа×с при 25°C.
6. Черные чернила по любому из пп. 2-5, где указанный водный растворитель состоит из смеси воды и органического растворителя, предпочтительно смеси воды, глицерина и пропиленгликоля.
7. Черные чернила по п. 6, содержащие в расчете на общую массу чернил от 2 до 15 мас.%, предпочтительно от 5 до 10 мас.%, более предпочтительно от 7 до 9 мас.%, еще более предпочтительно 8,5 мас.% глицерина, от 1 до 3 мас.%, предпочтительно от 1,5 до 2,5 мас.%, более предпочтительно 2 мас.% пропиленгликоля и от 60 до 90 мас.%, предпочтительно от 65 до 85 мас.%, более предпочтительно от 70 до 80 мас.% воды.
8. Черные чернила по любому из пп. 1-7, дополнительно содержащие регулятор рН, предпочтительно 2-амино-2-метилпропан-1-ол, поверхностно-активное вещество, предпочтительно этоксилированный ацетиленовый диол, и диспергирующий полимер, и/или имеющие рН, составляющий от 6 до 9, предпочтительно от 7 до 8, еще более предпочтительно 7,5.
9. Набор чернил, содержащий:
черные чернила по любому из пп. 1-8 и
по меньшей мере одни цветные чернила, выбранные из голубого, пурпурного, желтого, красного, фиолетового, оранжевого и синего, содержащие по меньшей мере один дисперсный краситель в водном носителе.
10. Набор чернил по п. 9, где голубые чернила предпочтительно содержат по меньшей мере один дисперсный краситель, выбранный из DB60, DB56, DB27, DB87, DB257, DB367 и их смесей, и/или пурпурные чернила предпочтительно содержат по меньшей мере один дисперсный краситель, выбранный из DR76, DR92, DR86, DR89, DR5, DR75, DR121, DR127, DR132, DR145, DR159, DR164, DR179, DR184, DR189, DR191 и их смеси, и/или желтые чернила предпочтительно содержат по меньшей мере один дисперсный краситель, выбранный из DY5, DY42, DY33, DY50, DY59, DY114, DY79, DY83, DY98, DY100, DY122, DY139, DY140, DY160, DY199, DY201, DY204, DY206, DY224, DY231 и их смесей, и/или красные чернила предпочтительно содержат по меньшей мере один дисперсный краситель, выбранный из DR54, DR177, DR229, DR258 и их смесей, и/или фиолетовые чернила предпочтительно содержат по меньшей мере один дисперсный краситель, выбранный из DV26, DV57, DV37 и их смесей, и/или оранжевые чернила предпочтительно содержат по меньшей мере один дисперсный краситель, выбранный из DO44, DO29, DO30 и их смесей.
11. Способ струйной печати на ткани, включающий следующие стадии:
(а) обеспечение струйного принтера, реагирующего на цифровые сигналы,
(b) загрузка в принтер ткани, подлежащей печати,
(c) загрузка в принтер черных чернил по любому из пп. 1-8 или набора чернил по п. 9 или 10,
(d) печать на ткани с применением указанных чернил в ответ на цифровой сигнал и,
необязательно,
(е) закрепление чернил, напечатанных на ткани, нагреванием,
(f) стирка ткани с цифровой печатью.
12. Способ по п. 11, где ткань сделана из полиэстера или смеси полиэстера.
13. Применение черных чернил по любому из пп. 1-8 или набора чернил по п. 9 или 10 для струйной печати на ткани.
14. Композиция для получения черных чернил по любому из пп. 1-8, содержащая следующую смесь красителей, диспергированных в водном носителе:
от 6 до 20 мас.% дисперсного синего 291 и/или 291:1;
от 1 до 8 мас.% дисперсного красного 82,
от 1 до 10 мас.% дисперсного красного 54,
в расчете на общую массу композиции.
15. Композиция по п. 14, содержащая:
от 8 до 14 мас.% дисперсного синего 291 и/или 291:1;
от 3 до 5 мас.% дисперсного красного 82,
от 2 до 7 мас.% дисперсного красного 54
в расчете на общую массу композиции.
16. Композиция по п. 15, содержащая:
10,4 мас.% дисперсного синего 291 и/или 291:1;
3,6 мас.% дисперсного красного 82,
6 мас.% дисперсного красного 54
в расчете на общую массу композиции.
17. Композиция по любому из пп. 14-16, где водный носитель состоит из смеси глицерина и воды и/или дополнительно содержит диспергирующий полимер, предпочтительно содержит от 5 до 15 мас.%, предпочтительно от 6 до 10 мас.%, еще более предпочтительно 8 мас.% глицерина в расчете на общую массу композиции и/или от 5 до 30 мас.%, предпочтительно от 6 до 15 мас.%, еще более предпочтительно 8 мас.% диспергирующего полимера в расчете на общую массу композиции.
