墨水组成物.pdf

1、  一种数字纺织墨水组成物，包括：
(A)至少一种如下式(I-1)至下式(I-14)的反应性染料或其盐类，

                   (I-1)

                   (I-2)

                  (I-3)

                  (I-4)

              (I-5)

              (I-6)

               (I-7)

                (I-8)

                  (I-9)

                  (I-10)

                 (I-11)

                 (I-12)

                (I-13)

              (I-14)
其中，该组成份(A)的含量为95～99.9重量百分比；以及(B)至少一种如下式(II-1)至下式(II-2)的有机缓冲剂或其盐类，

              (II-1)

               (II-2)
其中，该组成物(B)的含量为0.1～5重量百分比。

2、  如权利要求1所述的墨水组成物，其中，该组成份(A)为式(I-1)至式(I-12)的反应性染料或其盐类。

3、  如权利要求1所述的墨水组成物，其中，该组成份(B)为式(II-1)的有机缓冲剂或其盐类。

4、  如权利要求1所述的墨水组成物，其中，该组成份(B)为式(II-2)的有机缓冲剂或其盐类。

5、  如权利要求1所述的墨水组成物，其包括：
(C)一种有机溶剂，且该有机溶剂选自由：乙二醇、二乙二醇、三甘醇、丙二醇、丁二醇、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚、甘油、2-吡咯烷酮、N-甲基-吡咯烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、及三乙醇胺所组成的群组；以及
(D)水；
其中，该组成份(A)的含量为0.095～33.25重量百分比；该组成份(B)的含量为0.005～1.75重量百分比；该组成份(C)的含量为5～35重量百分比；且该组成份(D)的含量为30～94.9重量百分比。

6、  如权利要求5所述的墨水组成物，其中，该组成份(A)为式(I-1)至式(I-12)的反应性染料或其盐类。

7、  如权利要求5所述的墨水组成物，其中，该组成份(B)为式(II-1)的有机缓冲剂或其盐类。

8、  如权利要求5所述的墨水组成物，其中，该组成份(B)为式(II-2)的有机缓冲剂或其盐类。

墨水组成物
技术领域
本发明是关于一种墨水组成物，特别是有关于纺织品数字印染用的墨水组成物，其适用于纤维素纤维喷墨印染。
背景技术
喷墨印刷技术为一种非撞击式的印刷技术，其技术特性在于需提供鲜明、无毛边的影像，而使用于喷墨印刷的墨水则需要具有良好的日光牢度、光学密度、溶解度、储存安定性、及打印流畅性等，以达到优秀的印刷质量。
喷墨印花在纺织工业中已使用多年。此方法可省去印花网版的制作，因而节省大量成本和时间，故特别适用于多样、小量及客制化的生产条件。
从应用技术的角度看，喷墨印花墨水应当具有不同于其它墨水的特性，除了所用墨水组成物的黏度、稳定性、表面张力和流动性之外，所得到印花布的质量特性亦应符合更高的要求，如上色力度、固着力、纤维-染料的结合稳定性和耐湿润牢度等。
喷墨印花所使用的墨水组成物，其包含有水溶性染料或可分散于水的颜料；其中该些染料或颜料可溶解或分散于水中，或溶解或分散于一种内含可溶于水的有机溶剂的液体介质中。此外，亦可于墨水组成物中，添加入界面活性剂，以改变墨水的特性，使其符合纺织喷墨印花的所需。
美国专利第6,780,229号曾揭示一种墨水组成物，其使用有机缓冲剂保持pH值在4至8之间。美国专利第6,015,454号曾揭示一种墨水组成物，包含至少一种反应性染料、以及1，2-丙二醇(1，2-propylene glycol)或N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone)，其改进了喷墨印花布的上色力度及固色率的问题；但储存安定性及长时间打印的安定性并不佳，且存在有阻塞喷口的问题。美国专利第2003/0172840号曾揭示一种墨水组成物，包含至少一种反应性染料、环丁砜(sulfolane)以及缓冲系统，其改进了储存安定性及阻塞喷口的问题；但耐氯漂色牢度、高染深性(力度)以及染料溶解度则仍待努力。
因此，在纺织品数字印染墨水组成物中，极需提供一种具有高pH值穏定性、低染色力度衰退、高染深性(力度)及高染料浓度等特性的墨水组成物。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新颖的墨水组成物，其具有pH值穏定性高、储存安定性好、打印顺畅以及降低染料的染色力度衰退等特性。
为实现上述目的，本发明提供的数字纺织墨水组成物，包括：
(A)至少一种如下式(I-1)至下式(I-14)的反应性染料或其盐类，




其中，该组成份(A)的含量为95～99.9重量百分比；以及
(B)至少一种如下式(II-1)至下式(II-2)的有机缓冲剂或其盐类，

其中，该组成物(B)的含量为0.1～5重量百分比。
所述的墨水组成物，其中，该组成份(A)为式(I-1)至式(I-12)的反应性染料或其盐类。
所述的墨水组成物，其中，该组成份(B)为式(II-1)的有机缓冲剂或其盐类。
所述的墨水组成物，其中，该组成份(B)为式(II-2)的有机缓冲剂或其盐类。
所述的墨水组成物，其还包括：
(C)一种有机溶剂，且该有机溶剂选自由：乙二醇、二乙二醇、三甘醇、丙二醇、丁二醇、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚、甘油、2-吡咯烷酮、N-甲基-吡咯烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、及三乙醇胺所组成的群组；以及
(D)水；
其中，该组成份(A)的含量为0.095～33.25重量百分比；该组成份(B)的含量为0.005～1.75重量百分比；该组成份(C)的含量为5～35重量百分比；且该组成份(D)的含量为30～94.9重量百分比。
所述的墨水组成物，其中，该组成份(A)为式(I-1)至式(I-12)的反应性染料或其盐类。
所述的墨水组成物，其中，该组成份(B)为式(II-1)的有机缓冲剂或其盐类。
所述的墨水组成物，其中，该组成份(B)为式(II-2)的有机缓冲剂或其盐类。
具体实施方式
本发明提供一种数字纺织墨水组成物，其包括：
(A)一种反应性染料，其含量为95～99.9重量百分比；以及
(B)一种有机缓冲剂，其含量为0.1～5重量百分比。
其中，上述的组成物(A)的具体实例如下式(I-1)至式(I-16)所示：




此外，本发明的数字纺织墨水组成物的组成物(A)的组成可为单一染料，亦可为多种反应性染料的混合物。
本发明的数字纺织墨水组成物的组成物(B)的具体实例有：

于本发明的数字纺织墨水组成物中，如式(I-1)至式(I-16)以及式(II-1)至式(II-2)所示的化合物分子皆是以游离酸的形式表示；实际上，应用于本发明的数字纺织墨水组成物中的化合物的形式可为其金属盐或铵盐，还可为其碱金属盐或铵盐。
此外，于本发明的数字纺织墨水组成物中，除了前述的组成物(A)与组成物(B)外，还可包括：(C)一种有机溶剂以及(D)水。其中，组成物(C)的有机溶剂选自：乙二醇(ethylene glycol)、二乙二醇(diethylene glycol)、三甘醇(triethylene glycol)、丙二醇(propylene glycol)、丁二醇(butyleneglycol)、乙二醇单乙醚(ethylene glycol monoethyl ether)、乙二醇单丁醚(ethylene glycol monobutyl ether)、二乙二醇单丁醚(diethylene glycolmonobutyl ether)、二乙二醇单乙醚(diethylene glycol monoethyl ether)、二乙二醇单甲醚(diethylene glycol monomethyl ether)、甘油(glycerine)、2-吡咯烷酮(2-pyrrolidone)、N-甲基-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone)、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮(1，3-dimethyl-2-imidazolidinone)、及三乙醇胺(triethanolamine)所组成的族群。此外，组成份(A)的含量为为0.095～33.25重量百分比；组成份(B)的含量为0.005～1.75重量百分比；组成份(C)的含量为5～35重量百分比；且组成份(D)的含量为30～94.9重量百分比。
再者，本发明的数字纺织墨水组成物，可还包括：(E)非离子型界面活性剂。其中，组成份(E)的非离子型界面活性剂的含量为0.1～5重量百分比。组成份(E)可为炔二醇-基界面活性剂或烷氧基化物界面活性剂。其中，炔二醇-基界面活性剂的具体实例，包括：Surfynol 485、Surfynol 465、Surfynol440、Surfynol 420、Surfynol 104(Air Products & Chemicals，Inc.所贩卖)；烷氧基化物界面活性剂的具体实例，包括：Tergitol 15-S-5、Tergitol15-S-7、Tergitol 15-S-9(Union Carbide所贩卖)。
除此之外，本发明的数字纺织墨水组成物，可视其需要添加(F)杀微生物剂，且其添加量占墨水总重量的0.01～1重量百分比。其中，(F)杀微生物剂的例子包括：NUOSEPT(Nudex Inc.，a division of Huls Americal所贩卖)、UCARCIDE(Union Carbide所贩卖)、VANCIDE(RT Vanderbilt Co.所贩卖)及PROXEL(ICI Americas所贩卖)。上述的添加成份于中国台湾专利TW589352或美国专利US5,725,641有揭露可供参考。
本发明所使用的反应性染料化合物可由永光公司市售染料产品取得。本发明所使用的有机缓冲剂化合物可由聚合国际(HOPAX chemical co.LTD)商业取得。
本发明的数字纺织墨水染料组成物中的反应性染料或有机缓冲剂，可单独或混合使用上述化合物或上述化合物的碱金属盐。较佳的，应选择具有低的含盐量，意即以染料组成物的重量计，应当具有低于0.5重量百分比的总含盐量。其中制备所产生、和/或由于后续添加稀释剂所产生的具有相对高含盐量的染料组成物可进行脱盐处理，可采用通过薄膜分离方法，如超滤、纳滤、逆渗透或透析法。
本发明的数字纺织墨水组成物可用一般公知的方法，将各成份于需要量的水中混合制备。
以下实例在说明本发明，本发明的权利要求范围并不会因此而受限制。其中化合物以游离酸的形式表示，但其实际的形式有可能是金属盐或铵盐，还可能是碱金属盐或铵盐。此外，若无特别注明，则温度为摄氏温度，「份」及「百分比」皆以重量计。重量份和体积份的关系就如同公斤和公升的关系。
实施例1
染料组成物的制备
取式(I-1)化合物50份、以及式(I-2)化合物50份，加水300份充分均匀混合后，调整pH值至6-8。经逆渗透脱盐使盐含量少于0.5重量百分比，再加入式(II-1)化合物2份搅拌均匀并调整pH值至6.5-7.5。最后，将溶液喷干可得本实施例的染料组成物。
实施例2
染料组成物的制备
取式(I-3)化合物100份，加水300份充分均匀混合后，调整pH值至6-8。经逆渗透脱盐使盐含量少于0.5重量百分比，再加入式(II-1)化合物5份搅拌均匀并调整pH值至6.5-7.5。最后，将溶液喷干可得本实施例的染料组成物。
实施例3
染料组成物的制备
取式(I-4)化合物100份，加水300份充分均匀混合后，调整pH值至6-8。经逆渗透脱盐使盐含量少于0.5重量百分比，再加入式(II-1)化合物0.1份搅拌均匀并调整pH值至6.5-7.5。最后，将溶液喷干可得本实施例的染料组成物。
实施例4
使用式(I-5)的化合物取代式(I-3)的化合物，同实施例2的相同步骤制备一染料组成物。
实施例5
使用式(I-6)的化合物取代式(I-3)的化合物，同实施例2的相同步骤制备一染料组成物。
实施例6
使用式(I-7)的化合物取代式(I-3)的化合物，同实施例2的相同步骤制备一染料组成物。
实施例7
使用式(I-8)的化合物取代式(I-3)的化合物，同实施例2的相同步骤制备一染料组成物。
实施例8
使用式(I-9)的化合物取代式(I-3)的化合物，同实施例2的相同步骤制备一染料组成物。
实施例9
染料组成物的制备
取式(I-10)化合物83.4份、式(I-12)化合物11.1份、以及式(I-11)化合物5.5份，加水300份充分均匀混合后，调整pH至4-6。经逆渗透脱盐使盐含量少于0.5重量百分比，再加入式(II-2)化合物2份搅拌均匀并调整pH值至5.0-5.5。最后，将溶液喷干可得本实施例的染料组成物。
实施例10
染料组成物的制备
取式(I-13)化合物20份、以及式(I-14)化合物80份，加水300份充分均匀混合后，调整pH至6-8。经逆渗透脱盐使盐含量少于0.5重量百分比，再加入式(II-1)化合物2份搅拌均匀并调整pH值至6.5-7.5。最后，将溶液喷干后可得本实施例的染料组成物。
实施例11
使用式(I-15)的化合物取代式(I-3)的化合物，同实施例2的相同步骤制备一染料组成物。
实施例12
使用式(I-16)的化合物取代式(I-3)的化合物，同实施例2的相同步骤制备一染料组成物。
实施例13
墨水组成物的制备
取实施例1的染料组成物15份、N-甲基-吡咯烷酮10份(组成物(C))、2-吡咯烷酮10份(组成物(C))、Surfynol 465界面活性剂0.5份(组成物(E))、Proxel XL2杀微生物剂0.2份(组成物(F))、及加水(组成物(D))至100份，以机械搅拌机搅拌半小时，再以0.45μm滤纸进行绝对过滤，可制得本实施例的墨水组成物。
实施例14
墨水组成物的制备
取实施例3的染料组成物0.1份、2-吡咯烷酮5份(组成物(C))、Surfynol465界面活性剂0.5份(组成物(E))、Proxel XL2杀微生物剂0.2份(组成物(F))、及加水(组成物(D))至100份，以机械搅拌机搅拌半小时，再以0.45μm滤纸进行绝对过滤，可制得本实施例的墨水组成物。
实施例15
墨水组成物的制备
取实施例4的染料组成物35份、N-甲基-吡咯烷酮35份(组成物(C))、Surfynol 465界面活性剂0.5份(组成物(E))、Proxel XL2杀微生物剂0.2份(组成物(F))、及加水(组成物(D))至100份，以机械搅拌机搅拌半小时，再以0.45μm滤纸进行绝对过滤，可制得本实施例的墨水组成物。
实施例16
使用实施例6的染料组成物取代实施例1的染料组成物，同实施例13的相同步骤制备一墨水组成物。
实施例17
使用实施例8的染料组成物取代实施例1的染料组成物，同实施例13的相同步骤制备一墨水组成物。
实施例18
使用实施例9的染料组成物取代实施例1的染料组成物，同实施例13的相同步骤制备一墨水组成物。
实施例19
使用实施例10的染料组成物取代实施例1的染料组成物，同实施例13的相同步骤制备一墨水组成物。
实施例20
使用实施例11的染料组成物取代实施例1的染料组成物，同实施例13的相同步骤制备一墨水组成物。
实施例21
墨水组成物的制备
取实施例1的染料组成物9份、实施例2的染料组成物6份、N-甲基-吡咯烷酮10份(组成物(C))、2-吡咯烷酮10份(组成物(C))、Surfynol 465界面活性剂0.5份(组成物(E))、Proxel XL2杀微生物剂0.2份(组成物(F))、及加水(组成物(D))至100份，以机械搅拌机搅拌半小时，再以0.45μm滤纸进行绝对过滤，可制得本实施例的墨水组成物。
实施例22
使用实施例5的染料组成物取代实施例1的染料组成物、实施例4的染料组成物取代实施例2的染料组成物，同实施例21的相同步骤制备一墨水组成物。
实施例23
使用实施例6的染料组成物取代实施例1的染料组成物、实施例7的染料组成物取代实施例2的染料组成物，同实施例21的相同步骤制备一墨水组成物。
实施例24
使用实施例8的染料组成物取代实施例1的染料组成物、实施例12的染料组成物取代实施例2的染料组成物，同实施例21的相同步骤制备一墨水组成物。
比较例1
染料组成物的制备
取反应性红180号100份(可由永光公司商业取得)，加水300份充分均匀混合后，调整pH值至6-8。经逆渗透脱盐使盐含量少于0.5重量百分比，再加入式(II-1)化合物2份搅拌均匀并调整pH值至6.5-7.5。最后，将溶液喷干可得一染料组成物。
比较例2
染料组成物的制备
取式(I-1)化合物50份、以及式(I-2)化合物50份，加水300份充分均匀混合后，调整pH值至6-8。经逆渗透脱盐使盐含量少于0.5重量百分比，调整pH值至6.5-7.5。最后，将溶液喷干可得一染料组成物。
比较例3
染料组成物的制备
取式(I-4)化合物100份，加水300份充分均匀混合后，调整pH值至6-8。经逆渗透脱盐使盐含量少于0.5重量百分比，调整pH值至6.5-7.5。最后，将溶液喷干可得一染料组成物。
比较例4
染料组成物的制备
取式(I-1)化合物50份、以及式(I-2)化合物50份，加水300份充分均匀混合后，调整pH值至6-8。经逆渗透脱盐使盐含量少于0.5重量百分比，再加入N，N-二乙基苯胺磺酸(N，N-diethylaniline sulfonic acid，DEAS)2份搅拌均匀并调整pH值至6.5-7.5。最后，将溶液喷干可得一染料组成物。
比较例5
染料组成物的制备
取式(I-4)化合物100份，加水300份充分均匀混合后，调整pH值至6-8。经逆渗透脱盐使盐含量少于0.5重量百分比，再加入N，N-二乙基苯胺磺酸2份搅拌均匀并调整pH值至6.5-7.5。最后，将溶液喷干后可得一染料组成物。
比较例6
染料组成物的制备
取式(I-1)化合物50份、以及式(I-2)化合物50份，加水300份充分均匀混合后，调整pH值至6-8。经逆渗透脱盐使盐含量少于0.5重量百分比，再加入三聚磷酸钠(sodium tripolyphosphate，STPP)2份搅拌均匀并调整pH值到6.5-7.5。最后，将溶液喷干后可得一染料组成物。
比较例7
墨水的配制
取比较例1的染料组成物15份、N-甲基-吡咯烷酮10份、2-吡咯烷酮10份、Surfynol 465界面活性剂0.5份、以及Proxel XL2杀微生物剂0.2份，加水至100份，以机械搅拌机搅拌半小时。再以0.45μm滤纸进行绝对过滤，可制得墨水组成物。
比较例8
使用比较例2的染料组成物取代比较例1的染料组成物，同比较例7的相同步骤制备一墨水组成物。
比较例9
使用比较例3的染料组成物取代比较例1的染料组成物，同比较例7的相同步骤制备一墨水组成物。
比较例10
使用比较例4的染料组成物取代比较例1的染料组成物，同比较例7的相同步骤制备一墨水组成物。
比较例11
使用比较例5的染料组成物取代比较例1的染料组成物，同比较例7的相同步骤制备一墨水组成物。
比较例12
使用比较例6的染料组成物取代比较例1的染料组成物，同比较例7的相同步骤制备一墨水组成物。
测试结果
(1)、染料组成物
将上述实施例1-12及比较例1-5的染料组成物，比较在经过高温喷干后pH值的变化，结果整理如下表1所示。
表1：染料组成物喷干前后pH值的变化


^*1、pH(Powder)：取喷干的染料组成物1克加水至100克配成染料水溶液，测量重量百分比为1％的染料水溶液的pH值。
^*2、pH差：是指染料组成物在喷干前后的pH差异。
由上述表1结果可以知道，在实施例中所有的染料组成物，在高达220℃到130℃的高温喷干中仍可以保持很稳定的pH值，故适合拿来配制数字纺织墨水。然而，比较例在相同的条件下pH值变化比较大，表示染料组成物稳定性不好，不合适用在数字纺织墨水。
(2)、数字纺织墨水的性能比较
(a)将实施例13-24及比较例7-12中的墨水喷印在已经预先处理好的织物上。
在此，所使用的布种为平织棉布。在打印前，布材先以下述处理液(pick-up 70％)滚筒浸轧，再热风烘干整平备用。

(b)、将完成的图像经由下列方式处理：
将已喷印有实施例13-24及比较例7-12墨水的织物，先在80℃下干燥5分钟后，再以102-110℃的饱和蒸气进行固色8-15分钟；固色后的织物分别以100℃的适当比例的含有涤剂的水溶液水洗；烘干后，进行打印性、经时打印性、相对力度、以及上色衰退率等测试，结果如下表2所示。
其中，「打印性」指墨水的打印情况；「经时打印性」指墨水于50℃下储存2周后的打印结果；「相对力度」指经”打印性”测试后与经”经时打印性”测试后所得到印品，经过固色水洗后其墨水打印上色力度的比较；而「上色衰退率」则是比较墨水于50℃下储存2周后的打印上色力度(即经”经时打印性”测试后)与起始墨水打印上色力度(即经”打印性”测试后)，其相对的衰退程度。
表2：数字纺织墨水测试结果