DE69309336T2

DE69309336T2 - Tintenstrahldruckverfahren von Textilien

Info

Publication number: DE69309336T2
Application number: DE69309336T
Authority: DE
Inventors: Shoji Koike; Tomoya Yamamoto
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-01-27
Filing date: 1993-01-26
Publication date: 1997-09-04
Anticipated expiration: 2013-01-27
Also published as: EP0558914A1; US5818486A; JPH05209379A; EP0558914B1; KR970000727B1; KR930016587A; JP3164868B2; DE69309336D1

Description

Feld der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Färbung von oder zum Gewebedruck auf Stoffen mittels eines Tintenstrahlverfahrens.

Stand der Technik

Gewebesiebdruck und Gewebewalzendruck sind derzeit im Gewebedruck vorherrschend. Diese Verfahren sind jedoch nicht für die Multiartikelherstellung sowie die Herstellung kleiner Mengen geeignet, und können nicht leicht auf die Mode reagieren. Dementsprechend gibt es eine seit kurzem bestehende Nachfrage zur Einrichtung elektronischer Gewebedrucksysteme, welche keine Druckplatten erfordern. Um eine solche Nachfrage zu befriedigen, wurde eine Vielzahl von Vorschlägen bezüglich eines durch Tintenstrahldruck ausgeführten Gewebedrucks gemacht, was zunehmend Erwartungen aus verschiedenen Bereichen anzieht.
Von Tinten für den Tintenstrahlgewebedruck wird gefordert, daß sie folgendes erfüllen:
(1) Sie verleihen zur Farbbildung ausreichende Dichten.
(2) Sie haben eine hohe Farbausbeute bezüglich Stoffen und ermöglichen eine einfache Abwasserbehandlung nach dem Waschschritt.
(3) Sie verursachen weniger irreguläres Auslaufen auf Stoffen bei der Mischung verschiedener Farben.
(4) Sie haben eine gute Gleichförmigkeit, und mit ihnen kann eine Farbwiedergabe in einem weiten Bereich erreicht werden.
(5) Sie können frei von Schwierigkeiten sein, die durch Bildstörung aufgrund eines fehlerhaften Ausstoßes wie einem Tintenausstoßfehler oder einer Ausstoßverdrillung, was während des Schritts der Aufbringung der Tinten auftreten kann, verursacht werden.
Um diese Anforderungen zu erfüllen, wurde bisher hauptsächlich versucht, verschiedene Additive den Tinten zuzusetzen, um die Tintenausstoßmengen zu steuern, sowie eine Vorbehandlung auf Stoffe anzuwenden. Nur durch Verwendung dieser Verfahren war es jedoch unmöglich, die vorstehenden Anforderungen zu erfüllen.
Dementsprechend ist es ziemlich schwierig, diese Anforderungen gleichzeitig zu erfüllen und auch die gleichmäßige Färbung (level dyeing) auf Stoffen durchzuführen. Insbesondere wurde unter den gegebenen Umständen nicht versucht, die Anforderungen (2) und (5) zu erfüllen.
Zusätzlich erfordert der Gewebedruck auf Stoffen als letzten Schritt den Schritt des Waschens der Stoffe zur Entfernung von Farbstoffen davon, welche nicht absorbiert oder fixiert wurden, und muß auf unterschiedliche Weise als im Fall der normalen Aufzeichnung auf Papier gehandhabt werden, welche keinen herkömmlichen Waschschritt erfordert.
Darüberhinaus werden Farbstoffe aufgrund einer geringen Farbausbeute von Farbstoffen bei herkömmlichen Verfahren wie Gewebesiebdruck und Gewebewalzendruck in einer großen Menge verwendet, wobei Gebrauch von einem Verdickungsmittel gemacht wird, was zu einem Ausfluß von Farbstoffen während des Waschschritts unter Erzeugung von Umweltverschmutzung führt.

Zusammenfassung der Erfindung

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gewebedruckverfahren bereitzustellen, welches die vorstehend genannten Anforderungen erfüllen kann, welche bisher gewöhnlich an den Tintenstrahlgewebedruck gestellt wurden, d.h. die Anforderungen, scharfe, hochverdichtete und extrem genau gefärbte Artikel zu erhalten.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gewebedruckverfahren bereitzustellen, welches eine hohe Farbausbeute erreichen kann.
Die vorstehenden Aufgaben der vorliegenden Erfindung können gemäß der Erfindung gelöst werden, welche in den Ansprüchen 1 und 2 beschrieben ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 veranschaulicht einen Teilguerschnitt einer Öffnung eines Kopfes eines Tintenstrahlgeräts, die im Betrieb gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Fig. 2 ist ein Querschnitt der Öffnung entlang der Linie A-B in Fig. 1.
Fig. 3 ist eine perspektivische Veransöhaulichung eines Tintenstrahl-Vieldüsenkopfes, der im Betrieb gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Es wurden Untersuchungen angestellt, um eine Möglichkeit zu finden, all die vorstehend genannten geforderten Leistungen gleichzeitig in Tintenstrahl-Farbgewebedruckverfahren zu erbringen. Als Ergebnis wurde gefunden, daß der Punktdurchmesser der Tinte, die an einem Stoff haftet, durch eine solche Einstellung des Tintentropfenvolumens und der Tintenzusammensetzung, daß ein mit einem Düsenabstand übereinstimmender Punktdurchmesser erhalten wird, gesteuert werden soll, und daß die Tintendiffusion, welche ebenfalls mit dem Düsenabstand übereinstimmt, mit einer Hitzebehandlung, die zur Färbung eines Stoffes mit auf den Stoff aufgebrachten Farbstoffen durchgeführt wird, gefördert werden soll, genau ausgedrückt wird der Punktdurchmesser so erzeugt, daß er innerhalb eines Bereiches von 0,2 r bis 3 r (r ist der Düsenabstand) als eine absolute Menge des anfänglichen Punktdurchmessers der Tinte, die an dem Stoff haftet, diffundiert, wodurch es möglich ist, ohne Verursachung irgendeines irregulären Auslaufens viel besser die Schwierigkeiten zu vermeiden, die der herkömmliche Tintenstrahlgewebedruck beinhaltet, verursacht durch Bildstörung aufgrund eines fehlerhaften Ausstoßes wie einem Tintenaustoßfehler oder einer Ausstoßverdrillung, was während des Schritts der Aufbringung der Tinten auftreten kann.
Es wurde auch herausgefunden, daß die Gleichförmigkeit, beispielsweise durch bessere Vermeidung von ungleichmäßiger Färbung, nach der besonders in einfarbig bedruckten Bereichen gefragt wird, und auch die Farbausbeute verbessert werden kann. Farbstoffe müssen aufgrund einer geringen Farbausbeute von Farbstoffen bei herkömmlichen Verfahren, die Gebrauch von einem Verdickungsmittel machen, wie Gewebesiebdruck und Gewebewalzendruck, in einer großen Menge verwendet werden, so daß das über einen langen Zeitraum bei der Hitzebehandlung durchgeführte Erhitzen ein starkes Auslaufen und auch häufig ein irreguläres Auslaufen verursacht. So war es aufgrund einer großen Schwierigkeit bei der Auswahl der Erhitzungsbedingungen fast unmöglich, die Störung von Bildern zu vermeiden.
Der Tintenstrahlgewebedruck gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Farbausbeute ziemlich erhöhen und ermöglicht die Aufbringung von Farbstoffen in kleineren Mengen. Solche Vorteile ermöglichen selbst dann eine beträchtlichere Vermeidung des Auslaufens gegenüber den Fällen irgendwelcher herkömmlicher Verfahren, wenn das Erhitzen über einen langen Zeitraum durchgeführt wird. So ist es auch möglich, den Schritt der Tintendiffusion zu steuern, der zum vorstehend genannten Zweck durchgeführt wird.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Angabe bevorzugter Ausführungsformen gemäß der Erfindung genauer beschrieben.
Ein Material, welches den gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Stoff aufbaut, kann natürliche Fasern, regenerierte Fasern, halbsynthetische Fasern und synthetische Fasern einschließen, und es gibt hinsichtlich des Materials keine besonderen Einschränkungen. Insbesondere ist die Verwendung von Baumwolle, Seide, Nylon oder Polyester bevorzugt, allein oder in Form eines Gewebegemisches.
Um bessere gewebebedruckte Artikel zu erhalten, kann der vorstehend beschriebene Stoff vorzugsweise einer herkömmlichen Vorbehandlung unterworfen werden. Insbesondere wird mehr bevorzugt, einen Stoff, welcher 0,01 bis 5 Gew.-% eines alkalischen Materials enthält, oder einen Stoff zu verwenden, welcher 0,01 bis 20 Gew.-% an einer Substanz enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem wasserlöslichen Metallsalz, einem wasserlöslichen Polymer, einem synthetischen Polymer, Harnstoff und Thioharnstoff.
Die alkalischen Materialien können beispielsweise Alkalimetallhydroxide wie Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid, Amine wie Mono-, Di- oder Triethanolamin, sowie Alkalimetallcarbonate oder -hydrogencarbonate wie Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat und Natriumhydrogencarbonat einschließen. Ebenfalls können Metallsalze organischer Säuren wie Calciumacetat und Bariumacetat, oder Ammoniak oder Ammoniakverbindungen eingeschlossen sein. Es ist ebenfalls möglich, Natriumtrichloracetat zu verwenden, welches unter Dampfbehandlung und trockenem Erhitzen in ein alkalisches Material überführt werden kann. Besonders bevorzugte alkalische Materialien sind Natriumcarbonat und Natriumbicarbonat, die beim Färben mit reaktiven Farbstoffen verwendet werden.
Die wasserlöslichen Polymere können natürliche wasserlösliche Polymere einschließen, beispielsweise stärkeartige Materialien wie Korn und Weizen, celluloseartige Materialien wie Carboxymethylcellulose, Methylcellulose und Hydroxyethylcellulose, Polysaccharide wie Natriumalginat, Gummiarabikum, Johannesbrotgummi, Tragantgummi, Guarmehl und Tamarindensamen, proteinartige Materialien wie Gelatine und Casein, gerbstoffartige Materialien und ligninartige Materialien.
Die synthetischen Polymere können beispielsweise Polyvinylalkoholverbindungen, Polyethylenoxidverbindungen, wasserlösliche Acrylsäurepolymere und wasserlösliche Maleinsäureanhydridpolymere einschließen. Insbesondere werden Polysaccharidpolymere und Cellulosepolymere bevorzugt.
Die wasserlöslichen Metallsalze können Verbindungen einschließen, welche zur Erzeugung eines typischen Ionenkristalls befähigt sind und einen pH von 4 bis 10 haben, beispielsweise Alkalimetalle und Erdalkalimetalle. Typische Beispiele für solche Verbindungen sind Alkalimetalle wie NaCl, Na&sub2;SO&sub4;, KCl und CH&sub3;COONa, sowie Erdalkalimetalle wie CaCl&sub2; und MgCl&sub2;. Insbesondere sind Salze von Na, K oder Ca bevorzugt.
Die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Gewebedrucktinte umfaßt einen färbenden Bestandteil, Wasser, ein organisches Lösungsmittel, Additive usw.
Die färbenden Bestandteile können vorzugsweise Farbstoffe einschließen, und jeder zur Färbung eines Stoffes befähigter Farbstoff kann verwendet werden. Es ist möglich, Säurefarbstoffe, Direktfarbstoffe, kationische Farbstoffe, reaktive Farbstoffe, disperse Farbstoffe und Küpenfarbstoffe zu verwenden. Eine oder mehrere dieser Farbstoffarten sind in der Tinte enthalten und können in Kombination mit einem Farbstoff verwendet werden, der einen unterschiedlichen Farbton hat. Sie können normalerweise in einer Gesamtmenge von 2 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise von 3 bis 25 Gew.-%, und noch bevorzugter von 4 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, verwendet werden.
Das Wasser, welches als die Hauptkomponente der Tinte vorzuziehen ist, kann in einer Menge enthalten sein, die im Bereich von 10 bis 93 Gew.-%, vorzugsweise von 25 bis 87 Gew.- %, und noch bevorzugter von 30 bis 80 Gew.-% liegt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte.
Die organischen Lösungsmittel können beispielsweise Ketone oder Ketoalkohole wie Aceton und Diacetonalkohol; Ether wie Tetrahydrofuran und Dioxan; Additionspolymere von oxyethylen oder oxypropylen wie Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, Polyethylenglykol und Polypropylenglykol; Alkylenglykole, deren Alkylengruppe 2 bis 6 Kohlenstoffatome besitzt, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Trimethylenglykol, Butylenglykol und Hexylenglykol; Triole wie 1,2,6-Hexantriol; Thiodiglykol; Glycerin, kürzere Alkylether von mehrwertigen Alkoholen wie Ethylenglykolmonomethyl- oder ethylether, Diethylenglykolmonomethyl- oder ethylether und Triethylenglykolmonomethyloder ethylether; kürzere Dialkylether von mehrwertigen Alkoholen wie Triethylenglykoldimethyl- oder ethylether und Tetraethylenglykoldimethyl- oder ethylether; Sulfolan, N- Methyl-2-pyrrolidon und 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon einschließen.
Das vorstehende organische Lösungsmittel kann normalerweise in einer Menge enthalten sein, die im Bereich von 3 bis 60 Gew.-% und vorzugsweise von 5 bis 50 Gew.-% liegt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte.
Wird das vorstehend beschriebene Medium in Kombination verwendet, kann es alleine oder in Form eines Gemisches verwendet werden. Die Verwendung eines Mediums, welches ein Lösungsmittel mit einem Dampfdruck von 2,66 Pa (0,02 mm Hg) oder weniger bei 20ºC enthält, ist für die Diffusion durch Erhitzen vorteilhaft. Ein bevorzugtes flüssiges Medium ist so zusammengesetzt, daß das Lösungsmittel mindestens einen mehrwertigen Alkohol enthält. Insbesondere ist Thiodiglykol allein oder ein Mischsystem von Diethylenglykol und Thiodiglykol besonders bevorzugt.
Was andere additive Komponenten betrifft, so können ein Chloridion und/oder ein Sulfation in einer Menge von 10 bis 20000 ppm, bezogen auf die Farbstoffe in der Tinte, enthalten sein. Dies ist vorzuziehen, da Farbbildungsleistungsfähigkeiten wie Gleichförmigkeit und Farbausbeute deutlich verbessert werden können.
Die Hauptkomponenten der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Tinte sind wie vorstehend beschrieben. Falls notwendig, können verschiedene andere bekannte Arten von Dispersionsmitteln, oberflächenaktiven Mitteln, Viskositätsmodifikatoren, Oberflächenspannungsmodifikatoren, Fluoreszenz-Aufhellungsmitteln und so weiter zugegeben werden.
Beispielsweise können sie Viskositätsmodifikatoren wie Polyvinylalkohol, Cellulosen und wasserlöslichen Harze, verschiedene oberflächenaktive Mittel eines kationischen oder nichtionischen Typs, Oberflächenspannungsmodifikatoren wie Diethanolamin und Triethanolamin, pH-Reguliefungsmittel, welche einen Puffer umfassen, sowie Fungizide einschließen.
Als Tintenstrahldrucksystem zur Aufbringung der vorstehend genannten Tinte auf den Stoff ist es möglich, ein im Stand der Technik bekanntes piezoelektrisches System oder ein Thermalstrahlsystem zu verwenden.
Die Figuren 1, 2 und 3 zeigen die Struktur des gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Kopfes, wobei das Thermalstrahlsystem als Beispiel herangezogen wird.
Ein Kopf 13 wird durch Bindung einer Glas-, Keramik- oder Plastikplatte oder dergleichen, einen Kanal 14 aufweisend, durch den Tinte geleitet wird, an einen bei einer Thermalaufzeichnung verwendeten Heizkopf 15 gebildet (die Zeichnung zeigt einen Dünnfilmkopf, auf den sie jedoch nicht beschränkt ist). Der Heizkopf 15 umfaßt einen Schutzfilm 16, gebildet aus Silciumoxid oder dergleichen, Aluminiumelektroden 17-1 und 17-2, eine Wärmewiderstandsschicht 18, gebildet aus Nichrom oder dergleichen, eine Wärmesammeischicht 19 und ein Substrat 20 mit guten Wärmeableitungseigenschaften, hergestellt aus Aluminiumoxid oder dergleichen.
Der Stand der Tinte 21 erreicht eine Ausstoßöffnung (eine winzige Öffnung) 22, und ein Meniskus 23 wird dort durch einen Druck P gebildet.
Beim Anlegen von elektrischen Signalen an die Elektroden 17-1 und 17-2 wird im durch n gekennzeichneten Bereich im Thermalkopf 15 abrupt Hitze erzeugt, so daß in der Tinte 21, die mit diesem Bereich in Berührung kommt, Blasen erzeugt werden. Der so erzeugte Druck drückt den Meniskus 23 heraus, und die Tinte 21 wird aus der Öffnung 22 in Form von Spuren aus winzigen Tropfen 24 ausgestoßen, welche gegen ein Stoffstück 25 fliegen. Fig. 3 veranschaulicht die Erscheinung eines Vielfachkopfes, der den in Fig. 1 gezeigten Kopf in großer Zahl angeordnet umfaßt. Der Vielfachkopf wird durch enge Bindung einer Glasplatte 27, welche einen Vielfachkanal 26 besitzt, an einen Heizkopf 28, der dem in Fig. 1 veranschaulichten ähnlich ist, hergestellt. Während Fig. 1 einen Teilquerschnitt eines Kopfes entlang eines Tintendurchgangs veranschaulicht, ist Fig. 2 ein Querschnitt entlang der Linie A-B in Fig. 1.
Der Düsenabstand r, auf den gemäß der vorliegenden Erfindung Bezug genommen wird, zeigt in einem Fall, in dem die Richtung der Düsenanordnung und die Druckrichtung bezüglich des Stoffes rechtwinklig zueinander stehen, einen Abstand an, welcher die Zentren nebeneinanderliegender Düsenöffnungen des in Fig. 3 gezeigten Vielfachkopfes verbindet.
Der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Kopf hat eine Vielzahl an Düsen, welche dazu befähigt sind, einen Druck in gleichen Intervallen mit einer Dichte von 3 Düsen/mm bis 35 Düsen/mm anzufertigen, und bringt eine Tinte so auf, daß der an dem Stoff haftende Tintenpunkt einen Durchmesser von r bis 2 r besitzt.
Dieser Punktdurchmesser der an dem Stoff haftenden Tinte wird durch Einstellung der Stoffbehandlung, der Tropfenmenge, der Tintenausstoßgeschwindigkeit und der physikalischen Eigenschaften der Tinte gesteuert. Beispielsweise neigt unter Bezugnahme auf die physikalischen Eigenschaften der Tinte der Punktdurchmesser der an dem Stoff haftenden Tinte im allgemeinen dazu, bei einer Abnahme der Oberflächenspannung und Viskosität größer zu werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Düsendichte des Kopfes und der Punktdurchmesser der an dem Stoff haftenden Tinte aus folgenden Gründen auf den spezifischen Bereich beschränkt.
Durch ein Tintenstrahlverfahren erhaltene bedruckte Artikel besitzen eine Möglichkeit, im Vergleich zu Siebdruck und Walzendruck auffallend genaue Entwürfe und Muster bereitzustellen, und so ist das durch Nichtauslaufen veranschaulichte geforderte Leistungsniveau, auf das die vorliegende Erfindung abzielt, viel höher als das, nach dem im Stand der Technik gefragt wurde. Düsenintervalle von weniger als 3 Düsen/mm ergeben eine geringe Auflösung, was eine Schwierigkeit mit sich bringt. Andererseits kann durch Düsenintervalle von mehr als 35 Düsen/mm es den Tintentropfen ermöglicht werden, durch das Gewebe des Stoffs hindurchzuwandern, was eine Erhöhung der Auflösung sinnlos macht. Zusätzlich wurde bestätigt, daß zum Erhalt optimaler Bilder auf der Basis der Düsenintervalle beim Gewebedruck gemäß der vorliegenden Erfindung der Punktdurchmesser der an dem Stoff haftenden Tinte im Bereich von r bis 2r zu liegen hat, was mit dem Düsenabstand übereinstimmt. So können keine guten Punkte des Tintenstrahlgewebedrucks aufgezeigt werden, und die vorliegende Erfindung kann auch nicht bemerkenswert effektiv sein, wenn die Druckbedingungen nicht innerhalb der vorstehenden Bereiche liegen.
Neben den vorstehenden charakteristischen Merkmalen sollte die Menge des durch Aufbringung der Gewebedrucktinte an den Stoffen haftenden (oder aufgebauten) Farbstoffs innerhalb des Bereichs von 0,025 bis 1 mg/cm² geregelt werden. Bei der Verwendung einer Vielzahl von Tinten verschiedener Farben wird diese Farbstoffmenge als die Gesamtmenge an diesen Farben entsprechenden Farbstoffen bezeichnet und kann durch Messung der tatsächlichen Ausstoßmenge der Tinte und der Farbstoffkonzentration in der Tinte bestimmt werden.
Als nächstes wird der Stoff mit der darauf aufgebrachten Tinte unter vorstehend beschriebenen Bedingungen gefärbt, und weiterhin wird die Tinte zur Diffusion veranlaßt. Dieser Schritt ist ein die vorliegende Erfindung kennzeichnender Schritt. Bei der Hitzebehandlung zur Fixierung der darauf aufgebrachten Tinte an den Stoff wird die Tinte zur Diffusion innerhalb des Bereichs von 0,2 r bis 3 r, vorzugsweise von 0,3 r bis 2,9 r, und noch bevorzugter von 0,5 r bis 2,8 r veranlaßt, was zu einem Gewinn (Zunahme) an Punktdurchmesser gegenüber dem anfänglichen Punktdurchmesser der an den Stoff haftenden Tinte führt. Beträgt die Diffusion weniger als 0,2 r, kann keine Verbesserung bezüglich Bildstörung aufgrund fehlerhaften Ausstoßes oder Farbausbeute erkannt werden. Beträgt sie mehr als 3 r, kann das Problem des Auslaufens auf detaillierten Bildern verursacht werden.
Die hier durchgeführte Hitzebehandlung kann durch ein herkömmlich bekanntes Verfahren angewendet werden, wie beispielsweise Dampfbehandlung, HT-Dampfbehandlung, Thermofixierung, oder in einem Fall, in dem kein alkali-behandelter Stoff verwendet wird, aber ein alkalisches Mittel bei der Fixierung erforderlich ist, Alkali-Klotzdämpfung (alkali pad- steaming), Alkali-Großflächendampfbehandlung (alkali blotch- steaming), oder Alkali-Schockbehandlung.
Die Erhitzungsbedingungen werden gemäß der Temperatur und der Zeit abhängig davon geregelt, ob das Erhitzen von Dampf begleitet ist oder nicht, kann aber in Abhängigkeit der Verwendungsbedingungen wie Farbstoffe, Stoffe, Tintenzusammensetzung und Düsenabstand variiert werden. Es kann nicht mit Absolutheit gesagt werden, welche Bedingungen optimal sind.
Beispielsweise können unter Bezugnahme auf die Stoffe die Bedingungen in Abhängigkeit von den Stoffmaterialien selbst oder davon, ob die Stoffe vorbehandelt wurden oder nicht, stark variiert werden. Bezüglich der Tintenzusammensetzung haben der Dampfdruck, die Farbstoffauflösungskraft und die Menge an enthaltenen Lösungsmittel einen großen Einfluß. Darüberhinaus müssen die Molekulargewichte der färbenden Bestandteile und die Zahl ihrer hydrophilen Gruppen bei der Regelung der Erhitzungsbedingungen berücksichtigt werden.
Entsprechend müssen, um immer eine stabile Färbung mit guter Reproduzierbarkeit zu erhalten, die Erhitzungsbedingungen gemäß der vorliegenden Erfindung gemäß der Artikel, die gewebebedruckt werden sollen, streng kontrolliert werden.
Im Fall des von Dampf begleiteten Erhitzens liegt die Temperatur im Bereich von 90 bis 150ºC. Im Fall des trockenen Erhitzens liegt sie im Bereich von 100 bis 200ºC. Bei der Temperatur dieses Bereichs werden Dampfmenge, Erhitzungszeit und so weiter so geregelt, daß sich die auf der Basis des Düsen abstands bestimmte Diffusionsmenge ergibt.
Bevorzugte Erhitzungsbedingungen entsprechend Kombinationen von Farbstoffen und Fasern können grob wie folgt festgelegt werden: Beispielsweise wird im Fall des von Dampf begleiteten Erhitzens bei der Kombination eines reaktiven Farbstoffs und Baumwolle das Erhitzen etwa bei 90 bis 150ºC für 10 Sekunden bis 30 Minuten durchgeführt, bei der Kombination eines Säurefarbstoffs und Wolle bei etwa 95 bis 105ºC für 30 bis 120 Minuten, bei der Kombination eines Säurefarbstoffs und Seide oder Nylon bei etwa 95 bis 105ºC für 30 bis 120 Minuten, bei der Kombination eines reaktiven Farbstoffs oder Direktfarbstoffs und Kunstseide bei etwa 95 bis 105ºC für 10 bis 120 Minuten, bei der Kombination eines kationischen Farbstoffs und Acrylfaser bei etwa 100 bis 110ºC für 30 bis 120 Minuten, und bei der Kombination eines dispersen Farbstoffs und eines Polyesters oder -acetats bei etwa 100 bis 130ºC für 20 bis 120 Minuten, wobei es sich überall um grobe Standards handelt. Jedoch gibt es keine besonderen Einschränkungen bei den Erhitzungsbedingungen, da die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gelöst werden kann, wenn die vorbeschriebene Diffusionsmenge erreicht wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der der vorstehenden Behandlung unterzogene Stoff nachfolgend gewaschen, um Farbstoffe zu entfernen, die nicht absorbiert oder fixiert wurden, wobei ein herkömmlich bekanntes Verfahren verwendet wird.

Beispiele

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend genauer unter Angabe von Beispielen und Vergleichsbeispielen beschrieben. Im folgenden beziehen sich "Teil(e)" und "%" auf das Gewicht.

I. Herstellung der Tinten:

1. Tinten mit reaktivem Farbstoff:

Reaktiver Farbstoff 15 Teile
Thiodiglykol 24 Teile
Diethylenglykol 21 Teile
Kaliumchlorid 0,004 Teile
Natriumsulfat 0,002 Teile
Wasser 40 Teile

Folgende Farbstoffe wurden verwendet:

- Gelbe Tinte: C.I. reaktives Gelb 95
- Magenta-Tinte: C.I. reaktives Rot 226
- Cyan-Tinte: C.I. reaktives Blau 15
- Schwarze Tinte: C.I. reaktives Schwarz 39
Die vorstehenden Komponenten wurden jeweils vermischt. Das jeweils erhaltene wäßrige Gemisch wurde unter Verwendung von Natriumhydroxid auf pH 8,4 eingestellt und zwei Stunden gerührt, gefolgt von Filtrieren unter Verwendung eines Fluoropore Filters FP-100 (Handelsname; erhältlich von Sumitomo Electric Industries, Ltd.), was eine Tinte auf Wasserbasis ergab.

2. Tinten mit Säurefarbstoffen

Säurefarbstoff 10 Teile
Thiodiglykol 23 Teile
Triethylenglykolmonomethylether 16 Teile
Kaliumchlorid 0,05 Teile Wasser 51 Teile

Folgende Farbstoffe wurden verwendet:

- Gelbe Tinte: C.I. Säuregelb 110
- Magenta-Tinte: C.I. Säurerot 266
- Cyan-Tinte: C.I. Säureblau 90
- Schwarze Tinte: C.I. Säureschwarz 26
Die vorstehenden Komponenten wurden jeweils vermischt. Das jeweils erhaltene wäßrige Gemisch wurde unter Verwendung von Essigsäure auf pH 4,8 eingestellt und zwei Stunden gerührt, gefolgt von Filtrieren unter Verwendung eines Fluoropore Filters FP-100 (Handelsname; erhältlich von Sumitomo Electric Industries, Ltd.), was eine Tinte auf Wasserbasis ergab.

II. Tintenstrahlfärbegerät:

Ein Tintenstrahlgerät, das von dem folgenden Kopf A oder B Gebrauch macht, wurde nach einer derartigen Modifizierung, daß eine Regulierung einer geeigneten Menge an ausgestoßener Flüssigkeit ermöglicht wurde, verwendet.
Kopf A: 256 Düsen (400 Punkte/Inch; 16 Düsen/mm; Öffnung: 25 µm x 23 µm)
Kopf B: 128 Düsen (200 Punkte/Inch; 8 Düsen/mm; Öffnung: 44 µm x 44 µm)
1. Tintenstrahlaufzeichnungssystem: Bei-Bedarf-Typ (On-Demand type)
2. Kopfspannung: 20 bis 40 V
3. Kopftemperatur: 20 bis 60ºC
4. Antriebsimpulsbreite: 3 bis 20 µs
5. Antriebsfrequenz: 0,5 bis 2 kHz
6. Abstand zwischen Düse und Gewebe: 1 mm

III. Stoff-Vorbehandlung

Die folgenden sechs Arten Gewebe wurden verwendet. Die Gewebe a bis c wurden zuvor in eine Lösung eingetaucht, welche 1 Teil Natriumalginat, 2 Teile Natriumhydrogencarbonat und 97 Teile Wasser umfaßte, und die Gewebe d bis f in eine Lösung, welche 1 Teil Natriumalginat, 2 Teile Polyvinylformal und 97 Teile Wasser umfaßte, gefolgt von Aufklotzen (padding) bei einem Fadendurchlauf (pickup) von 60% und anschließendem Trocknen bei 100ºC für 5 Minuten.
a. Hirajihosonuno (ein japanischer Begriff, der ein ungemustertes Gewebe mit einer engen Stoffbreite bezeichnet; 100% Baumwolle)
b. Ayaji-kasaji (ein japanischer Begriff, der einen gemusterten Stoff zur Herstellung von Regenschirmen bezeichnet; 100% Baumwolle)
c. Hiraji Batist (ein japanisch-englisch zusammengesetzter Begriff, der ein ungemustertes dünnes Baumwollgewebe bezeichnet; 100% Baumwolle)
d. Habutae 8-monmetsuki (ein japanischer Begriff, der eine 1,056-Unzen Glanzseide bezeichnet; 100% Seide)
e. Shoken shushu 10-monmetsuki (ein japanischer Begriff, der eine 1,32-Unzen Satinseide bezeichnet; 100% Seide)
f. Georgette-Krepp (100% Seide)

IV. Durchführung

Unter Verwendung der vorstehenden schwarzen Tinte mit reaktivem Farbstoff und der Stoffe a bis c wurden ein einzelner Punkt und eine 10 mm x 20 mm rechteckige einfarbig bedruckte Probe unter Verwendung des vorstehenden Tintenstrahlgeräts gedruckt, wobei der Punktdurchmesser der an dem Stoff haftenden Tinte vor dem Erhitzungsschritt wie in Tabelle 1 gezeigt variiert wurde. Der Punktdurchmesser der an dem Stoff haftenden Tinte wurde durch Einrichtung der Betriebsbedingungen (Kopfspannung, Kopftemperatur, Antriebsimpulsbreite, Antriebsfrequenz) des Tintenstrahlgeräts zur veränderung der ausgestoßenen Tropfenmenge innerhalb des Bereichs von 20 bis 50 pl eingestellt. Die bedruckten Stoffe wurden danach einer Hitzebehandlung unter wie in Tabelle 1 variierten Bedingungen unterzogen, um die Diffusion der Punkte einzustellen, gefolgt von Waschen und anschließendem Trocknen. In Hinblick auf die Diffusion der Punkte wurde ein Zugewinn an Punktdurchmesser nach der Hitzebehandlung auf der Basis des Düsenabstands (r) bestimmt. Für die gewebebedruckten Stoffe wurde die Bewertung anhand ihrer Schärfe und dahingehend, ob irgendeine Ungleichheit der einfarbigen Drucke durch Verdrillung oder Ausstoßfehler verursacht wurde (d.h. Gleichförmigkeit), vorgenommen. Optische Dichten (OD) einfarbiger Drucke wurden zur Verwendung als Kriterien für die Beurteilung der Farbausbeute ebenfalls gemessen. Als Ergebnis wurden die schärfsten und guten einfarbigen Drucke ohne Auslösung irgendeiner Ungleichheit erhalten, wenn der anfängliche Punktdurchmesser der an dem Stoff haftenden Tinte im Bereich von r bis 2 r lag, und die so angehaftete Tinte durch die Hitzebehandlung um 0,2 r bis 3 r als Zugewinn des Punktdurchmessers diffundierte. Die Farbausbeute wurde ebenfalls durch relative Bewertung der OD-Werte beurteilt, um aufzuzeigen, daß sie gut war, wenn die angehaftete Tinte durch die Hitzebehandlung um 0,2 r bis 3 r als Zugewinn des Punktdurchmessers diffundierte, und daß sie abnahm, wenn die Diffusion weniger als 0,2 r betrug.
Unter Verwendung der Tinten mit reaktiven Farbstoffen von vier verschiedenen Farben gebildete Farbdruckproben wurden auf ähnliche Weise untersucht. Als Ergebnis wurden gute Drucke ohne irgendwelches auffälliges Auslaufen in Mischfarbenbereichen erhalten. Tabelle 1
*1: Im Kopf A oder B ist der Düsenabstand (r) wie folgt:
Kopf A: 63,5 µm (16 Düsen/mm)
Kopf B: 127 µm (8 Düsen/mm)
*2: Punkte wurden mit einem Mikroskop vergrößert, um einen durchschnittlichen Wert der Durchmesser von 20 Punkten zu bestimmen, welcher als Düsenabstand (r) bezeichnet wurde.
*3: Punkte wurden mit einem Mikroskop vergrößert, um einen durchschnittlichen Wert der Durchmesser von 20 Punkten zu bestimmen, und ein Zugewinn an Punktdurchmesser wurde als Düsenabstand (r) bezeichnet.
*4: Die von Dampf begleitete Hitzebehandlung (d.h. Dampfbehandlung) oder die von keinem Dampf begleitete Hitzebehandlung (d.h. trockenes Erhitzen) wurden durchgeführt.
*5: Jegliche irregulären Störungen bei geraden Anteilen von Rändern einfarbig bedruckter Proben wurden mit dem bloßen Auge beobachtet, um die Schärfe zu beurteilen.
A: Es gibt überhaupt keine Störung.
B: Es gibt eine kleine Störung.
C: Es gibt viele Störungen.
*6: Mit dem bloßen Auge untersucht.
A: Der Bereich ungleicher Anteile beträgt 0 bis 5%.
B: Der Bereich ungleicher Anteile beträgt mehr als 5 bis 20%.
C: Der Bereich ungleicher Anteile beträgt mehr als 20%
Unter Verwendung der vorstehenden schwarzen Tinte mit Säurefarbstoff und der Stoffe d bis f wurden ähnliche Untersuchungen wie im Fall des reaktiven Farbstoffs angestellt. Als Ergebnis wurden, wie in Tabelle 2 gezeigt, ähnlich zu dem Fall der Tinte mit reaktivem Farbstoff gute Ergebnisse erhalten, wenn der anfängliche Punktdurchmesser der an dem Stoff haftenden Tinte im Bereich von r bis 2 r lag, und die so angehaftete Tinte durch die Hitzebehandlung um 0,2 r bis 3 r als Zugewinn des Punktdurchmessers diffundierte. Unter Verwendung der Tinten mit Säurefarbstoffen von vier verschiedenen Farben gebildete Farbdruckproben wurden auf ähnliche Weise untersucht, wobei man ebenfalls gute Ergebnisse erhielt. Tabelle 2
*1: Im Kopf A oder B ist der Düsenabstand (r) wie folgt:
Kopf A: 63,5 µm (16 Düsen/mm)
Kopf B: 127 µm (8 Düsen/mm)
*2: Punkte wurden mit einem Mikroskop vergrößert, um einen durchschnittlichen Wert der Durchmesser von 20 Punkten zu bestimmen, welcher als Düsenabstand (r) bezeichnet wurde.
*3: Punkte wurden mit einem Mikroskop vergrößert, um einen durchschnittlichen Wert der Durchmesser von 20 Punkten zu bestimmen, und ein Zugewinn an Punktdurchmesser wurde als Düsenabstand (r) bezeichnet.
*4: Die von Dampf begleitete Hitzebehandlung (d.h. Dampfbehandlung) oder die von keinem Dampf begleitete Hitzebehandlung (d.h. trockenes Erhitzen) wurden durchgeführt.
*5: Jegliche irregulären Störungen bei geraden Anteilen von Rändern einfarbig bedruckter Proben wurden mit dem bloßen Auge beobachtet, um die Schärfe zu beurteilen.
A: Es gibt überhaupt keine Störung.
B: Es gibt eine kleine Störung.
C: Es gibt viele Störungen.
*6: Mit dem bloßen Auge untersucht.
A: Der Bereich ungleicher Anteile beträgt 0 bis 5%.
B: Der Bereich ungleicher Anteile beträgt mehr als 5 bis 20%.
C: Der Bereich ungleicher Anteile beträgt mehr als 20%
Wie vorstehend beschrieben ermöglicht das Farb-Gewebedruckverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung den Erhalt von auslauffreien, scharfen, sehr dichten und sehr prazise gefärbten Artikeln. Mit der vorliegenden Erfindung kann auch eine bemerkenswerte Verbesserung bei der Farbausbeute im Farbgewebedruck erzielt werden und eine Lösung des Umweltverschmutzungsproblems aufgrund von Abwässern erreicht werden.

Claims

1. Tintenstrahl-Gewebedruckverfahren der Auftragung einer Tinte auf Stoff durch ein Tintenstrahlverfahren, umfassend die Schritte der;

(a) Auftragung einer Vielzahl von Tintenpunkten, die jeweils einen Punktdurchmesser von r bis 2 r (r ist der Düsenabstand) haben, auf den Stoff durch Ausstoßen von Tintentropfen mittels eines Kopfes mit einer Vielzahl von Düsen, welche dazu in der Lage sind, einen Druck bei gleichen Intervallen in einer Dichte von 3 Düsen/mm bis 35 Düsen/mm zu machen;

(b) Diffusion der an dem Stoff haftenden Tintenpunkte und gleichzeitige Fixierung eines in den Stoff diffundierten Farbstoffs an den Stoff, indem der Stoff nach dem Schritt (a) einer Hitzebehandlung bei 90ºC bis 150ºC, begleitet von der Anwendung einer Dampfbehandlung, unterzogen wird; und

(c) Abwaschung des Anteils an Farbstoff, der nicht fixiert wurde,

wobei die Tinte auf dem Stoff in dem Schritt (b) innerhalb eines Bereichs von 0,2 r bis 3 r in Form einer Zunahme des Punktdurchmessers diffundiert.

2. Tintenstrahl-Gewebedruckverfahren der Auftragung einer Tinte auf Stoff durch ein Tintenstrahiverfahren, umfassend die Schritte der;

(b) Diffusion der an dem Stoff haftenden Tintenpunkte und gleichzeitige Fixierung eines in den Stoff diffundierten Farbstoffs an den Stoff, indem der Stoff nach dem Schritt (a) einer trockenen Hitzebehandlung bei 100ºC bis 200ºC unterzogen wird; und

(c) Abwaschung des Anteils an Farbstoff, der nicht fixiert wurde,

3. Tintenstrahl-Gewebedruckverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Zunahme des Punktdurchmessers in dem Schritt (b) zwischen 0,3 r und 2,9 r beträgt.

4. Tintenstrahl-Gewebedruckverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Zunahme des Punktdurchmessers in dem Schritt (b) zwischen 0,5 r und 2,8 r beträgt.

5. Tintenstrahl-Gewebedruckverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Tinte mindestens eines von Chloridion und Sulfation, vorhanden in einer Konzentration zwischen 10 ppm und 20000 ppm, bezogen auf den in der Tinte enthaltenen Farbstoff, umfaßt.

6. Tintenstrahl-Gewebedruckverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Tinte ein Lösungsmittel umfaßt, welches einen Dampfdruck von nicht mehr als 2,66 Pa (0,02 mm Hg) bei 20ºC hat.

7. Tintenstrahl-Gewebedruckverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Tinte ein Thiodiglykol umfassendes Lösungsmittel oder ein Lösungsmittelgemisch aus Thiodiglykol und Diethylenglykol umfaßt.

8. Tintenstrahl-Gewebedruckverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, welches weiterhin einen Schritt der Vorbehandlung des Stoffes vor dem Schritt (a) umfaßt.

9. Tintenstrahl-Gewebedruckverf ahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Tintenstrahldruckverfahren in einem Bei-Bedarf-System durchgeführt wird.

10. Tintenstrahl-Gewebedruckverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Tintenstrahldruckverfahren in einem System durchgeführt wird, welches Wärmeenergie benutzt.