НОВЫЕ ЧЕРНЫЕ ЧЕРНИЛА Российский патент 2021 года по МПК C09D11/328 C09D11/40 D06P5/30 

Область техники

Изобретение относится к дисперсным черным чернилам, содержащим смесь красителей дисперсного синего 165, дисперсного оранжевого 29, дисперсного красного 82 и дисперсного синего 60. Набор чернил для струйной печати, содержащий такие черные чернила, применение таких черных чернил в способе струйной печати на ткани, предпочтительно из полиэстера или смесей полиэстера, посредством нанесения таких черных чернил, представляют собой дополнительные объекты изобретения.

Предшествующий уровень техники

Струйная печать представляет собой особый способ цифровой печати, где рисунок, подлежащий печати, получают посредством подходящего графического программного обеспечения и прямо печатают на подложку, подлежащую печати, посредством струйного печатающего устройства, которое выталкивает небольшие капельки чернил на такую подложку. Выталкивание чернил может быть непрерывным или только по требованию (технология «капля по требованию», также известная как DOD). В свою очередь, в системе DOD механизм выталкивания капель может быть двух типов: термический или пьезоэлектрический. В первом случае на каждом сопле присутствует резистор, через который подаются импульсы тока; при каждом импульсе резистор нагревается до температуры несколько сотен градусов за несколько микросекунд и генерирует в чернилах при контакте с ними пузырь пара. Расширение последних вызывает выталкивание капли из вышележащего сопла. Во втором случае ниже каждого сопла имеется небольшой канал, окруженный пьезоэлектрическим кристаллом; электрический импульс приводит к деформации кристалла и, следовательно, к внезапному суживанию небольшого канала и к выталкиванию чернил.

В последние годы цифровая струйная печать стала все более важным способом печати на тканях, так как она демонстрирует многие преимущества по сравнению с традиционными способами печати, например, шелкографией. Действительно, цифровая струйная печать избавлена от высоких затрат, связанных с осуществлением установки для шелкографии, что для небольших количеств изделий одежды является невыгодным. Кроме того, цифровая струйная печать позволяет применять большое количество цветов и ассоциированных градиентов. Наконец, в настоящее время в продаже имеются более быстрые струйные принтеры, которые вследствие этого используются в промышленной области: такие принтеры имеют струйные печатающие головки, имеющие большое количество сопел, подходящих для чернил на водной основе. Цифровые струйные принтеры, адаптированные для применения с чернилами на водной основе, представляют собой, например, Artistri® 2020 и 3210 Textile (E.I. du Pont de Nemours), Textile Jet (Mimaki), Display-Maker Fabrijet (MacDermid Color Span), Amber, Zircon, Amethyst и Pike (Stork), серии JP и Lario (MS Printing Solutions), серии Rhotex и Kappa (Durst), Vutek (Efi), Renoir (Efi-Reggiani), Monnalisa (Robustelli).

Среди синтетических волокон полиэстер представляет собой один из наиболее используемых волокон в области текстиля; его можно использовать отдельно или с другими природными или синтетическими волокнами, он может быть более или менее тонким и может быть обработан для адаптации к разным условиям применения. Полиэстер можно использовать в виде смеси с хлопком или нейлоном, полипропиленом, лайкрой и т.д. для получения по существу любого изделия одежды, например, рубашек, штанов, жакетов, нижнего белья, перчаток и т.д. Кроме того, полиэстер все больше и больше используется в качестве подкладки для зимней одежды, как например, исходное волокно для получения флисовой ткани, и в качестве материала, пропускающего воздух, в виде полиэстера полого заполнителя для специализированной спортивной одежды.

Дисперсные красители широко применяются в печати на тканях, в частности в печати на гидрофобных волокнах, таких как, например, полиэстер и ацетаты целлюлозы.

Системы дисперсных красителей должны обладать конкретными требованиями для применения в струйной цифровой печати на тканях, например, способностью проходить через сопла принтера, стабильностью при применении и хранении, свойствами цвета, такими как насыщенность.

После печати, после воздействия света черный цвет может терять свою исходную интенсивность или менять оттенок. Действие света на красители фактически вызывает сложную серию процессов, в частности, энергия падающего излучения вызывает более или менее сильные изменения цветов, поскольку молекулы красителя, посредством поглощения части энергии излучения, переходят в возбужденное состояние, которое может вызывать химические реакции; это приводит к деградации цвета.

Вследствие этого, в печати на текстиле очень желательно использовать цвета, которые являлись бы чрезвычайно светостойкими, и во многих случаях это дает большое дополнительное преимущество, следовательно, повышая качество набивного изделия.

Краткое описание изобретения

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что черные чернила, содержащие конкретную дисперсию красителя, придают тканям интенсивную насыщенность цвета и высокую светостойкость.

Вследствие этого, первым объектом изобретения являются черные чернила, подходящие для струйной печати, содержащие смесь красителей дисперсного синего 165, дисперсного красного 82, дисперсного оранжевого 29 и дисперсного синего 60.

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, синих и оранжевых, содержащие 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:

(а) обеспечение струйного принтера, реагирующего на цифровые сигналы,

(б) загрузка в принтер ткани, подлежащей печати.

(в) загрузка в принтер черных чернил согласно первому объекту изобретения или набора чернил согласно второму объекту изобретения,

(г) печать на ткани посредством применения указанных чернил или указанного набора чернил в ответ на цифровой сигнал, и, необязательно,

(д) закрепление чернил, напечатанных на ткани, нагревом,

(е) промывка обработанной таким образом ткани.

Четвертым объектом настоящего изобретения является применение черных чернил согласно первому объекту изобретения или набора чернил согласно второму объекту изобретения в струйной печати.

Пятым объектом изобретения является композиция для получения черных чернил согласно изобретению, содержащая следующую смесь дисперсных красителей в водном носителе:

- от 5 до 20 мас. %, предпочтительно от 5 до 15 мас. %, еще более предпочтительно 8 мас. % дисперсного синего 165;

- от 2 до 10 мас. %, предпочтительно от 3 до 8 мас. %, еще более предпочтительно 4,8 мас. % дисперсного оранжевого 29,

- от 2 до 10 мас. %, предпочтительно от 3 до 8 мас. %, еще более предпочтительно 5,2 мас. % дисперсного красного 82, и

- от 0,5 до 5 мас. %, предпочтительно от 1 до 3 мас. %, еще более предпочтительно 2 мас. % дисперсного синего 60.

Определения

Дисперсные красители по настоящему изобретению по существу являются нерастворимыми в водном носителе и диспергированы в традиционных диспергирующих агентах, известных специалисту в данной области, посредством методик диспергирования, обычно применяемых при получении чернил для струйной печати.

Дисперсные красители по настоящему изобретению определяются обозначением «C.I.» (colour index - цветовой индекс), установленным Обществом Красильщиков и Колористов (Society of Dyers and Colourists), Дрэдфорд, Йоркшир, Великобритания, опубликованным в Color Index, 3-е издание, 1971 г.

В настоящем изобретении цвет чернил для печати оценивали посредством колориметрической модели L*a*b*, код которой присваивается Международной Комиссией по Освещению (CIE - International Commission on Illumination), также известной как CIE L*a*b*. Посредством данной модели цвет определяется тремя величинами: L*, яркость, ее значения варьируют от 0 до 100; a* и b*, две координаты цвета, которые соответственно представляют склонность к зеленому цвету (a* меньше 0)/красному цвету (a* больше 0) и также к синему цвету (b* меньше 0)/желтому цвету (b* больше 0) со значениями от минус 120 до плюс 120. Посредством применения колориметрической системы, шкалы L*a*b*, возможно сравнивать чернила по изобретению с чернилами, приготовленными с другим C.I. для той же концентрации. В частности, в случае черных чернил важно принимать во внимание значение яркости L*, которое теоретически изменяется от 0 до 100. Чем выше значение L*, тем светлее будет напечатанное изображение.

Термин «светостойкость» согласно настоящему изобретению означает устойчивость напечатанного цвета к деградации, вызываемой воздействием света. Данную характеристику оценивают с помощью способа, описанного международным стандартом EN ISO 105 B02.

Под фразой «количество нанесенных с помощью печати чернил» согласно настоящему изобретению подразумевается масса чернил на единицу поверхности ткани, которая измеряется в граммах чернил на квадратный метр ткани (г/м²).

Под термином «водный носитель» согласно настоящему изобретению подразумевается раствор, суспензия или эмульсия, в которой диспергированы красители. Водный носитель состоит из водного растворителя и любых добавок к чернилам, при наличии, и, таким образом, представляет собой все компоненты чернил, отличные от красителей.

Под термином «водный растворитель» согласно настоящему изобретению подразумевается вода или смесь воды и одного или более смешивающегося с водой органического растворителя.

Термин «добавки» или «добавки к чернилам» согласно настоящему изобретению относится ко всем компонентам чернил, отличным от красителей и от водного растворителя.

Подробное описание изобретения

Первым объектом настоящего изобретения являются черные чернила, подходящие для струйной печати, содержащие смесь красителей дисперсного синего 165 (также называемый DB165), дисперсного красного 82 (также называемый DR82), дисперсного оранжевого 29 (также называемый DO29) и дисперсного синего 60 (также называемый DB60).

Предпочтительно указанные черные чернила не содержат каких-либо других красителей помимо указанной выше смеси красителей. В данном предпочтительном варианте осуществления красители, присутствующие в черных чернилах согласно первому объекту изобретения, таким образом, представляют собой указанную смесь.

Массовый процент смеси красителей, присутствующей в чернилах, включает сумму процентов каждого диспергированного красителя.

Предпочтительно черные чернила согласно первому объекту изобретения содержат:

- от 2 до 10 мас. % дисперсного синего 165,

- от 0,5 до 5 мас. % дисперсного красного 82,

- от 0,5 до 5 мас. % дисперсного оранжевого 29, и

- от 0,2 до 4 мас. % дисперсного синего 60,

в расчете на общую массу чернил.

Более предпочтительно, черные чернила согласно первому объекту изобретения содержат:

- от 3 до 8 мас. %, более предпочтительно от 3 до 6 мас. %, еще более предпочтительно 4 мас. % дисперсного синего 165,

- от 1 до 4 мас. %, более предпочтительно от 2 до 3 мас. %, еще более предпочтительно 2,4 мас. % дисперсного красного 82,

- от 1 до 4 мас. %, более предпочтительно от 2 до 3 мас. %, еще более предпочтительно 2,6 мас. % дисперсного оранжевого 29,

- от 0,5 до 2 мас. %, более предпочтительно от 0,5 до 1,5%, еще более предпочтительно 1 мас. % дисперсного синего 60,

в расчете на общую массу чернил.

Согласно конкретному предпочтительному варианту осуществления черные чернила согласно первому объекту изобретения содержат 4 мас. % дисперсного синего 165, 2,4 мас. % дисперсного красного 82, 2,8 мас. % дисперсного оранжевого 29 и 1 мас. % дисперсного синего 60.

Предпочтительно указанная смесь красителей диспергирована в водном носителе, предпочтительно состоящем из водного растворителя, как определено выше, и любых добавок к чернилам, при наличии.

Предпочтительно черные чернила согласно первому объекту изобретения содержат, предпочтительно состоят из:

- от 70 до 98 мас. %, предпочтительно от 70 до 95 мас. %, более предпочтительно от 82 до 92 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 18, более предпочтительно от 8 до 12 мас. %, еще более предпочтительно 10 мас. % указанной смеси красителей в расчете на общую массу чернил.

На скорость капли чернил, длину связки капель, размер и стабильность потока капель сильно влияет поверхностное натяжение и вязкость чернил.

Таким образом, предпочтительно, черные чернила согласно первому объекту изобретения демонстрируют 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 до 9 мПа×с, более предпочтительно составляющую от 4 до 8 мПа×с при 25°C.

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, синих и оранжевых, содержащие по меньшей мере один дисперсный краситель в водном носителе, как определено ранее в данном документе.

В предпочтительном варианте осуществления второго объекта изобретения набор содержит черные чернила согласно первому объекту изобретения, и голубые, пурпурные, желтые, красные, фиолетовые, синие и оранжевые чернила, каждые из которых содержат по меньшей мере один краситель, диспергированный в водном носителе.

Согласно второму объекту настоящего изобретения голубые чернила содержат дисперсный краситель, выбранный из DB60, DB56, DB27, DB87, DB257, DB367 и их смесей.

Согласно второму объекту настоящего изобретения пурпурные чернила содержат 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 содержат 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 содержат дисперсный краситель, выбранный из DR54, DR177, DR229, DR258 и их смесей.

Согласно второму объекту настоящего изобретения фиолетовые чернила содержат дисперсный краситель, выбранный из DV26, DV57, DV37 и их смесей.

Согласно второму объекту настоящего изобретения оранжевые чернила содержат дисперсный краситель, выбранный из DO44, DO29, DO30 и их смесей.

Согласно второму объекту настоящего изобретения синие чернила содержат 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 выбраны из «светлой» версии.

Согласно второму объекту изобретения набор может содержать также дополнительные чернила другого цвета или с оттенками цвета, отличными от перечисленных оттенков цвета, содержащие дисперсный краситель.

Согласно первому и/или второму объектам изобретения предпочтительно водный носитель содержит в качестве водного растворителя воду, необязательно, смешанную с одним или более растворителем.

Предпочтительно черные чернила 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, используемый в водном носителе чернил согласно первому и/или второму объектам изобретения, и его количество зависят от типа применения, его поверхностного натяжения, вязкости и давления паров, его растворимости в воде, используемого красителя, совместимости с материалами, образующими печатающее устройство, и также от подложки, на которой должны быть напечатаны чернила.

Примеры органических растворителей, смешиваемых с водой, которые можно использовать в водном носителе черных или цветных чернил, включают спирты, кетоны, кетоспирты, простые эфиры и другие, например, тиодигликоль, сульфолан, 2-пирролидон, 1,3-диметил-2-имидазолидинон и капролактам; гликоли, например, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, трипропиленгликоль, триметиленгликоль, бутиленгликоль и гексиленгликоль; полимеры, полученные в результате ступенчатой полимеризации оксиэтилена или оксипропилена, например, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль и тому подобное; триолы, например, глицерин или 1,2,6-гексантриол; низшие алкиловые эфиры многоатомных спиртов, например, монометиловый эфир этиленгликоля, моноэтиловый эфир этиленгликоля, монометиловый эфир диэтиленгликоля, моноэтиловый эфир диэтиленгликоля; низшие диалкиловые эфиры многоатомных спиртов, например, диметиловый или диэтиловый эфир диэтиленгликоля.

Органический растворитель находится в водном носителе чернил согласно первому и/или второму объектам 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 данном случае черные чернила содержат 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 в расчете на общую массу чернил.

Согласно первому и второму объектам изобретения водный носитель дополнительно содержит добавки, обычно используемые с дисперсными чернилами, поскольку они не влияют на стабильность и способность конечных чернил к выталкиванию.

В частности, в водном носителе согласно первому объекту изобретения добавки, при наличии, составляют меньше чем 15 мас. % в расчете на общую массу чернил.

Указанные добавки, которые хорошо известны специалисту в данной области и обычно используются в данной области, включают: поверхностно-активные вещества для регуляции поверхностного натяжения и смачиваемости; диспергирующие полимеры для улучшения стабильности; биоциды для предотвращения роста микроорганизмов; регуляторы pH для регуляции pH; связывающие агенты (то есть хелатирующие агенты) для исключения воздействий ионов металлов, возможно присутствующих в качестве примесей.

Поверхностно-активные вещества в качестве добавок представляют собой, например, этоксилированные ацетиленовые диолы (а именно серия Surfynols® Air Products), первичные этоксилированные спирты (а именно серия Genapol® Clariant) и вторичные этоксилированные спирты (а именно серия Tergitol® Union Carbide), сульфосукцинаты (а именно серия Aerosol® Cytec), кремнийорганические соединения (а именно серия Silwet® GE Silicons) и фторированные поверхностно-активные вещества (а именно серия Zonyl® DuPont). В частности, в черных чернилах согласно первому объекту изобретения поверхностно-активные вещества, при наличии, используют в количествах, составляющих 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 полимеры, стирольные акриловые полимеры и полиуретаны. Коммерческие полимеры, относящиеся к указанным химическим классам и подходящие для использования в чернилах по настоящему изобретению, могут представлять собой, например, DISPERBYK-190, выпускаемый в продажу BYK-Chemie GmbH, и серию Joncryl, выпускаемую в продажу BASF SE.

В частности, в черных чернилах согласно первому объекту изобретения диспергирующие полимеры, при наличии, используются в количестве меньше чем 15 мас. % в расчете на общую массу чернил, предпочтительно в количестве, составляющем 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 (выпускаемый в продажу Lonza Ltd.).

Регуляторы pH, подходящие в качестве добавок, включают, например, трис(гидроксиметил)-аминометан («Trizma» или «Tris» - tris(hydroxymethyl)aminomethane), TEA (triethanolamine - триэтаноламин) и 2-амино-2-метилпропан-1-ол (AMP95, выпускаемый в продажу Dow Chemical Company).

Связывающие агенты, подходящие в качестве добавок, включают этилендиаминтетрауксусную кислоту (EDTA - ethylenediaminetetraacetic acid), иминодиуксусную кислоту (IDA - iminodiacetic acid), этилендиамин-ди(o-гидроксифенилуксусную кислоту (EDDHA - ethylenediamine-di(o-hydroxyphenylacetic acid), нитролуксусную кислоту (NTA - nitroloacetic acid), дигидроксиэтилглицин (DHEG -dihydroxyethylglicine), транс-1,2-циклогександиаминтетрауксусную кислоту (CyDTA - trans-1,2-cyclohexanediaminetetraacetic acid), этилентриамин-N,N,N',N'',N''-пентауксусную кислоту (DTPA - ethylenetriamine-N,N,N',N'',N''-pentaacetic acid), гликольэфирдиамин-N,N,N',N'-тетрауксусную кислоту (GEDTA - glycoletherdiamine-N,N,N',N'-tetraacetic acid) и их соли.

Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления черных чернил согласно первому объекту изобретения указанные черные чернила в качестве добавок содержат регулятор pH, предпочтительно 2-амино-2-метилпропан-1-ол, поверхностно-активное вещество, предпочтительно этоксилированный ацетиленовый диол, и диспергирующий полимер, предпочтительно полимер, выпускаемый в продажу под торговой маркой DISPERBYK-190, состоящий из 40% водного раствора высокомолекулярного блок-сополимера пигмент-аффинными группами. Количества поверхностно-активных веществ и полимеров регулируются таким образом, чтобы предпочтительно получать предпочтительные значения поверхностного натяжения и вязкости, указанные выше.

Предпочтительно в черных чернилах согласно первому объекту изобретения pH имеет значение, составляющее от 6 до 9, предпочтительно от 7 до 8, еще более предпочтительно 7,5.

Особенно предпочтительная композиция черных чернил согласно настоящему изобретению содержит:

4 мас. % дисперсного синего 165;

2,4 мас. % дисперсного красного 82;

2,6 мас. % дисперсного оранжевого 29;

1 мас. % дисперсного синего 60;

8,5 мас. % глицерина;

2 мас. % пропиленгликоля;

4 мас. % диспергирующего полимера;

от 71 мас. % до 80 мас. % воды.

Предпочтительно такая композиция дополнительно содержит регулятор pH, предпочтительно 2-амино-2-метилпропан-1-ол, поверхностно-активное вещество, предпочтительно этоксилированный ацетиленовый диол, и биоцид. Количества поверхностно-активных веществ и полимера предпочтительно точно определяются таким образом, чтобы получить предпочтительные значения поверхностного натяжения и вязкости, указанные выше.

Как будет показано в экспериментальном разделе, черные чернила согласно первому объекту изобретения имеют относительно низкие значения L* в выбранных режимах печати и хорошее значение светостойкости, измеренное в соответствии со стандартом EN ISO 105 B02.

Таким образом, 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, чувствительного к цифровым сигналам,

(б) загрузка в принтер ткани, подлежащей печати,

(в) загрузка в принтер черных чернил согласно первому объекту изобретения или набора чернил согласно второму объекту изобретения,

(г) печать на ткани посредством применения указанных чернил в ответ на цифровой сигнал, и, необязательно:

(д) закрепление дисперсных чернил,

(е) промывка ткани с цифровой печатью.

Предпочтительно согласно третьему объекту изобретения принтер заполняют набором чернил согласно второму объекту изобретения.

Четвертым объектом настоящего изобретения является применение черных чернил согласно первому объекту изобретения или набора чернил согласно второму объекту изобретения для струйной печати, предпочтительно на тканях.

Согласно третьему и четвертому объектам изобретения ткань сделана из полиэстера и/или смеси полиэстера. Примером ткани из полиэстера является Georg+otto Friedrich, 6050 KBC, сделанная из 100% полиэстера, 115 г/м² и предварительно обработанная для прямой печати, таким образом, чтобы чернила, применяемые во время струйной печати, поглощались самой тканью. Подходящие предварительные обработки известны специалисту в данной области техники и применяются известными способами, например, посредством погружения или распыления. После предварительной обработки ткань обычно сушат традиционными способами, обычно при температуре меньше чем 100°C до тех пор, пока ткань не будет сухой.

Согласно третьему и четвертому объектам изобретения печать предпочтительно осуществляют посредством струйного принтера с помощью технологии DOD, например, принтера, выбранного из Artistri® 2020 и 3210 Textile (E.I. 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), серий Kappa и Rhotex (Durst), Vutek (Efi), Renoir (Efi-Reggiani) или Monnalisa (Robustelli).

Количество чернил, наносимое на ткань, зависит от модели принтера и его разрешения, и от количества чернил, необходимого для достижения определенного цвета. Исходя из таких соображений, определяют количество в граммах чернил, напечатанных на единицу площади ткани для данного цвета. В варианте осуществления согласно третьему и четвертому объектам изобретения наносят 0,5-20 грамм чернил на м² ткани.

Пропечатанную ткань согласно третьему и четвертому объектам изобретения подвергают последующей обработке способами, известными специалисту в данной области. Предпочтительно ткань выдерживают при 25°C при относительной влажности меньше чем 50 % перед закреплением цвета. Закрепление цвета можно проводить посредством сухого жара, предпочтительно при 200°C в течение 1 минуты; посредством сжатого пара, предпочтительно при 140°C в течение 25 минут; или перегретого пара, предпочтительно при от 170 до 180°C в течение от 7 до 10 минут. После стадии закрепления предпочтительно пропечатанную ткань промывают холодной водой в течение от 10 до 15 минут. Затем избыток красителя удаляют посредством восстановления с применением раствора гидроксида натрия 1 г/л, гидросульфита натрия 2 г/л и 1 г/л анионного поверхностно-активного вещества в течение от 10 до 15 минут при 70°C. Любое анионное поверхностно-активное вещество, подходящее для промывки дисперсных красителей на ткани из полиэстера, может быть использовано в качестве анионного поверхностно-активного вещества.

Пятым объектом изобретения является композиция для получения черных чернил согласно изобретению, содержащая следующую смесь дисперсных красителей в водном носителе:

- от 5 до 20 мас. %, предпочтительно от 5 до 15 мас. %, еще более предпочтительно 8 мас. % дисперсного синего 165,

- от 2 до 10 мас. %, предпочтительно от 3 до 8 мас. %, еще более предпочтительно 4,8 мас. % дисперсного оранжевого 29,

- от 2 до 10 мас. %, предпочтительно от 3 до 8 мас. %, еще более предпочтительно 5,2 мас. % дисперсного красного 82, и

- от 0,5 до 5 мас. %, предпочтительно от 1 до 3 мас. %, еще более предпочтительно 2 мас. % дисперсного синего 60

в расчете на общую массу композиции.

Еще более предпочтительно указанная композиция дополнительно содержит диспергирующий полимер, как описано выше. Предпочтительно указанный диспергирующий полимер находится в количестве, составляющем от 5 до 30 мас. %, предпочтительно от 6 до 15 мас. %, еще более предпочтительно 8 мас. % в расчете на общую массу композиции.

Оказалось, что композиция согласно пятому объекту изобретения является стабильной во времени и может храниться и использоваться в качестве промежуточного соединения для получения черных чернил согласно первому объекту изобретения посредством разбавления оставшимися компонентами, указанными ранее.

Экспериментальный раздел

Пример 1

Получение концентрированных дисперсий красителей

Концентрированные дисперсии нескольких красителей получали посредством смешивания 20 мас. % порошка дисперсного красителя, 20 мас. % полимерного диспергирующего средства (Disperse BYK 190), 8 мас. % глицерина, 2-амино-2-метилпропан-1-ола (AMP 95) в таком количестве, которое необходимо, чтобы получить pH 7,5, воды в таком количестве, которое необходимо для достижения 100 %.

В частности, получали шесть разных концентрированных дисперсий:

- концентрированная дисперсия красителя 1 содержала 20 мас. % дисперсного оранжевого 29 (DO29);

- концентрированная дисперсия красителя 2 содержала 20 мас. % дисперсного красного 82 (DR82);

- концентрированная дисперсия красителя 3 содержала 20 мас. % дисперсного красного 54 (DR54);

- концентрированная дисперсия красителя 4 содержала 20 мас. % дисперсного синего 165 (DB165);

- концентрированная дисперсия красителя 5 содержала 20 мас. % дисперсного синего 291.1 (DB291;1);

- концентрированная дисперсия красителя 6 содержала 20 мас. % дисперсного синего 60 (DB60).

Полученные концентрированные дисперсии красителей 1-6 перемешивали в диспергаторе до тех пор, пока они не выглядели однородными, и затем измельчали посредством шаровой мельницы для получения частиц со средним размером, составляющим от 0,05 до 0,3 микрометров.

Пример 2 - Получение концентрированных композиций

Посредством смешивания надлежащим образом концентрированных дисперсий красителей, полученных как описано в примере 1, получали два разных соединения черного цвета, имеющих следующий состав, выраженный в массовых процентах в расчете на общую массу полученной композиции:

Концентрированная черная композиция 1 согласно изобретению:

- 40 % концентрированной дисперсии дисперсного синего 165 (DB165),

- 24 % концентрированной дисперсии дисперсного красного 82 (DR82),

- 26 % концентрированной дисперсии дисперсного оранжевого 29 (DO29), и

- 10 % концентрированной дисперсии дисперсного синего 60 (DB60).

Концентрированная черная композиция 2 для сравнения

- 52 % концентрированной дисперсии дисперсного синего 291.1 (DB291:1),

- 18 % концентрированной дисперсии дисперсного красного 82 (DR82),

- 30 % концентрированной дисперсии дисперсного красного 54 (DR54).

Пример 3 - получение черных чернил

Черные чернила согласно изобретению (чернила INV) и чернила для сравнения (чернила COMP) получали в результате добавления к 4,5 частям глицерина, посредством непрерывного перемешивания и смешивания до однородного состояния, 0,2 части биоцида (Proxel GXL), 50 частей черной концентрированной композиции 1 или 2, полученной как указано ранее в данном документе, 2 частей пропиленгликоля, 0,5 части ацетиленового поверхностно-активного вещества (Surfynol 440) и воды столько, сколько требуется до 100 %.

Концентрированную черную композицию 1 (чернила INV) использовали в качестве чернил по изобретению, концентрированную черную композицию 2 (чернила COMP) использовали в качестве чернил для сравнения.

pH, вязкость и поверхностное натяжение черных чернил согласно изобретению (чернила INV) и чернил для сравнения (чернила COMP) анализировали и нашли очень схожими друг с другом, как это показано в следующей таблице 1.

Таблица 1

Чернила чернила INV чернила COMP pH 7,4 7,5 Вязкость (мПа×с при 25°C) 6,2 6,4 Поверхностное натяжение (мН/м) 30,3 30,1

Пример 4 - Печать черных чернил на тканях из полиэстера

Чернила фильтровали и, при необходимости, осуществляли дегазацию.

Затем каждые чернила наносили на ткань из полиэстера (Georg+Otto Friedrich, 6050 KBC, 100% полиэстер, 115 г/м², предварительно обработанная для прямой печати) посредством принтера MS JP5 в режиме B, посредством осаждения чернил в количестве 8,85 г/м².

После печати цвет закрепляли паром при 170°C в течение 10 минут, затем ткань получали как в примере посредством ее обесцвечивания в восстановительной ванне, и затем промывали.

Пример 4 - Измерение цвета на тканях из полиэстера

Ткани с печатью чернилами (ткань с печатью чернилами INV, ткань с печатью чернилами COMP) анализировали с помощью спектрофотометра Datacolor DATAFLASH DF100 с применением координат цвета L*a*b*. Результаты считываний показаний по L*, a* и b* тканей с печатью и ткани без печати показаны в Таблице 2.

Таблица 2

Ткань Количество осажденных чернил (г/м²) L* a* b* Светостойкость (ISO105B2) Без печати / 89,21 3,06 минус 15,99 С печатью чернилами INV 8,85 23,98 0,15 минус 2,59 6 С печатью чернилами COMP 8,85 25,17 1,86 минус 3,82 4

Данные показывают, что те и другие чернила имеют относительно низкие значения яркости.

Пример 4 - Тестирования светостойкости

Образцы тканей с печатью двумя типами чернил, полученных, как описано выше, подвергали тестированиям светостойкости в соответствии со стандартом EN ISO 105 B02, хорошо известным специалисту в области текстиля. Способ относится к шкале оценивания от 1 до 8, где 1 связан с быстрой деградацией цвета, а 8 связан с максимальной величиной светостойкости.

В частности, для чернил INV определили индекс 6, и для чернил COMP определили индекс 4. Принимая во внимание то, что по данной шкале, приблизительно, повышение на единицу соответствует примерно двукратному увеличению стойкости в соответствии с продолжительностью воздействия света, из полученных данных понятно, что чернила согласно изобретению обладают устойчивостью, почти в 4 раза большей, чем у чернил для сравнения в соответствии с продолжительностью воздействия конкретного источника света. В таком случае, индекс светостойкости 6, в абсолютных величинах, является оптимальной величиной в отношении черных чернил, изготовленных с помощью данного класса красителей.

Изобретение относится к дисперсным черным чернилам, содержащим: водный носитель и дисперсию черного красителя, содержащую дисперсный синий 165, дисперсный оранжевый 29, дисперсный красный 82 и дисперсный синий 60, и применению таких черных чернил в способе струйной печати на ткани. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 пр.

1. Черные чернила для применения в струйной печати, содержащие смесь красителей дисперсного синего 165, дисперсного красного 82, дисперсного оранжевого 29 и дисперсного синего 60.

2. Черные чернила по п. 1, где указанная смесь красителей диспергирована в водном носителе, состоящем из водного растворителя и любых добавок к чернилам.

3. Черные чернила по п. 1 или 2, содержащие в расчете на общую массу чернил:

- от 70 до 98 мас.%, предпочтительно от 70 до 95 мас.%, более предпочтительно от 82 до 92 мас.%, более предпочтительно от 88 до 92 мас.%, еще более предпочтительно 90 мас.% указанного водного носителя,

- от 2 до 30 мас.%, предпочтительно от 5 до 30 мас.%, более предпочтительно от 8 до 18 мас.%, более предпочтительно от 8 до 12 мас.%, еще более предпочтительно 10 мас.% указанной смеси красителей в расчете на общую массу чернил.

4. Черные чернила по любому из пп. 1-3, содержащие в расчете на общую массу чернил:

- от 2 до 10 мас.%, предпочтительно от 3 до 8 мас.%, более предпочтительно от 3 до 6 мас.%, еще более предпочтительно 4 мас.% дисперсного синего 165,

- от 0,5 до 5 мас.%, предпочтительно от 1 до 4 мас.%, более предпочтительно от 2 до 3 мас.%, еще более предпочтительно 2,4 мас.% дисперсного красного 82,

- от 0,5 до 5 мас.%, предпочтительно от 1 до 4 мас.%, более предпочтительно от 2 до 3 мас.%, еще более предпочтительно 2,6 мас.% дисперсного оранжевого 29, и

- от 0,5 до 2 мас.%, более предпочтительно от 0,5 до 1,5 мас.%, еще более предпочтительно 1 мас.% дисперсного синего 60,

в расчете на общую массу чернил.

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 °C, 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. 1-5, 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.%, более предпочтительно от 5 до 10 мас.%, еще 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.%, еще более предпочтительно 2 мас.% пропиленгликоля, и от 60 до 90 мас.%, более предпочтительно от 65 до 85 мас.%, еще более предпочтительно от 70 до 80 мас.% воды.

8. Черные чернила по любому из пп. 1-7, дополнительно содержащие регулятор pH, предпочтительно 2-амино-2-метилпропан-1-ол, поверхностно-активное вещество, предпочтительно этоксилированный ацетиленовый диол, и диспергирующий полимер, и/или имеющие pH, 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 голубых, пурпурных, желтых, красных, фиолетовых, синих и оранжевых, содержащие по меньшей мере один дисперсный краситель в водном носителе.

10. Набор чернил по п. 9, где голубые чернила 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 смесей, и/или желтые чернила содержат 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 содержат дисперсный краситель, выбранный из DR54, DR177, DR229, DR258 и их смесей, и/или фиолетовые чернила предпочтительно содержат дисперсный краситель, выбранный из DV26, DV57, DV37 и их смесей, и/или синие чернила содержат краситель, выбранный из DB77, DB77:1, DB79, DB79:1, DB291:1, DB165, DB165:1, DB73 и их смесей, и/или оранжевые чернила содержат дисперсный краситель, выбранный из DO44, DO29, DO30 и их смесей.

11. Способ струйной печати по ткани, включающий следующие стадии:

(а) обеспечение струйного принтера, реагирующего на цифровые сигналы,

(б) загрузка в принтер ткани, подлежащей печати,

(в) загрузка в принтер черных чернил по любому из пп. 1-8 или набора чернил по п. 9 или 10,

(г) печать на ткани посредством применения указанных чернил в ответ на цифровой сигнал, и необязательно

(д) закрепление чернил, напечатанных на ткани, посредством нагрева,

(е) промывка 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 тканях.

14. Композиция для получения черных чернил по любому из пп. 1-8, содержащая следующую смесь красителей, диспергированных в водном носителе:

- от 5 до 20 мас.% дисперсного синего 165,

- от 2 до 10 мас.% дисперсного оранжевого 29,

- от 2 до 10 мас.% дисперсного красного 82, и

- от 0,5 до 5 мас.% дисперсного синего 60,

в расчете на общую массу композиции.

15. Композиция по п. 14, содержащая:

- от 5 до 15 мас.% дисперсного синего 165,

- от 3 до 8 мас.% дисперсного оранжевого 29,

- от 3 до 8 мас.% дисперсного красного 82, и

- от 1 до 3 мас.% дисперсного синего 60,

в расчете на общую массу композиции.

16. Композиция по п. 15, содержащая:

- 8 мас.% дисперсного синего 165,

- 4,8 мас.% дисперсного оранжевого 29,

- 5,2 мас.% дисперсного красного 82, и

- 2 мас.% дисперсного синего 60,

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.