JP2013194222A - インクジェット捺染用インク組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】顔料、ウレタン樹脂エマルジョン、エマルジョン型シリコーン化合物、及び水を含有するインクジェット捺染用インク組成物であって、前記ウレタン樹脂エマルジョンの含有量が、該インク組成物の総質量に対して3.5〜14質量%であり、前記エマルジョン型シリコーン化合物の含有量が、該インク組成物の総質量に対して0.4〜3.0質量%であり、前記水の含有量が、該インク組成物の総質量に対して20〜80質量%である捺染用インクジェットインク組成物である。
【選択図】なし
Description
[1]
顔料、ウレタン樹脂エマルジョン、エマルジョン型シリコーン化合物、及び水を含有するインクジェット捺染用インク組成物であって、前記ウレタン樹脂エマルジョンの含有量が、該インク組成物の総質量に対して3.5〜14質量%であり、前記エマルジョン型シリコーン化合物の含有量が、該インク組成物の総質量に対して0.4〜3.0質量%であり、前記水の含有量が、該インク組成物の総質量に対して20〜80質量%である、捺染用インクジェットインク組成物。
[2]
前記エマルジョン型シリコーン化合物は、アミノ変性シリコーンエマルジョン、エポキシ変性シリコーンエマルジョン、ジメチルシリコーンエマルジョン、及び反応型シリコーンエマルジョンから選ばれる少なくとも一種である、[1]に記載の捺染用インクジェットインク組成物。
[3]
前記顔料が、白色顔料である、[1]又は[2]に記載の捺染用インクジェットインク組成物。
[4]
前記ウレタン樹脂エマルジョンの含有量が、該インク組成物の総質量に対して、7〜14質量%である、[3]に記載のインクジェットインク組成物。
[5]
該インク組成物の総質量に対して1質量%以上の2−ピロリドンをさらに含む、[1]〜[4]のいずれかに記載の捺染用インクジェットインク組成物。
本発明の一実施形態は、インクジェット捺染用インク組成物(以下、単に「インク組成物」又は「インク」ともいう。)に係る。インクジェット捺染用インク組成物は、顔料と、含有量が3.5〜14質量%のウレタン樹脂エマルジョンと、含有量が0.4〜3.0質量%のエマルジョン型シリコーン化合物と、含有量が20〜80質量%の水と、を含むものである。
本実施形態のインク組成物は、顔料を含むものである。当該顔料は、インクの色、即ち白色インク及び非白色インクのそれぞれに応じて適宜選択することができる。顔料としては、無機顔料及び有機顔料のいずれも使用可能である。
以下、白色顔料インク組成物を例として、本実施形態について説明する。
ルチル型の酸化チタンの市販品としては、例えば、Tipaque(登録商標) CR−60−2、CR−67、R−980、R−780、R−850、R−980、R−630、R−670、PF−736等のルチル型(以上、石原産業社(ISHIHARA SANGYO KAISHA, LTD.)製商品名)が挙げられる。
分散媒中の粒子に光を照射し、この分散媒の前方・側方・後方に配置された検出器によって、発生する回折散乱光を測定する。得られた測定値を利用して、本来は不定形である粒子を、球形であると仮定し、当該粒子の体積と等しい球に換算された粒子集団の全体積を100%として累積カーブを求め、その際の累積値が50%となる点を、「動的光散乱法による球換算50%平均粒子径」とする。
なお、本発明の目的を損なわない範囲で、非白色インク組成物に白色顔料が含まれてもよく、白色インク組成物に非白色顔料が含まれてもよい。
上記の顔料は、インク組成物中で分散された状態として、即ち顔料分散体として存在するとよい。ここで、本明細書における顔料分散体は、顔料分散液、及び顔料のスラリー(低粘度水性分散体)を包含する意味である。
上記の自己分散型顔料は、分散剤なしに水性媒体中に分散又は溶解することが可能な顔料である。ここで「分散剤なしに水性媒体中に分散又は溶解する」とは、顔料を分散させるための分散剤を用いなくても、その表面の親水基により、水性媒体中に安定に存在している状態を言う。そのため、分散剤に起因する消泡性の低下による発泡がほとんど無く、吐出安定性に優れるインクが調製しやすい。また、分散剤に起因する大幅な粘度上昇が抑えられるため、顔料をより多く含有することが可能となり印字濃度を十分に高めることが可能になる等、取り扱いが容易である。
上記のポリマー分散型顔料は、ポリマー分散によって分散可能とした顔料である。ポリマー分散型顔料に用いられるポリマーとしては、以下に限定されないが、例えば、顔料の分散に用いられる分散ポリマーのガラス転移温度(Tg)は、55℃以下であることが好ましく、50℃以下がより好ましい。当該Tgが55℃以下であると、インクの定着性を良好なものとすることができる。なお、本明細書におけるTgは、JIS K 7121に基づき、DSC曲線から求めることができる。
また、上記ポリマーのゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による重量平均分子量は、10,000以上200,000以下であることが好ましい。これにより、インクの保存安定性が一層良好となる。
ここで、本明細書における重量平均分子量(Mw)は、日立製作所社(Hitachi, Ltd.)製L7100システムのゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて、ポリスチレン換算の重量平均分子量として測定することができる。
また、インクの定着性、光沢性、及び色再現性に優れるため、上記ポリマー分散型顔料の中でもポリマーに被覆された顔料、即ちマイクロカプセル化顔料が好適に用いられる。
本実施形態のインク組成物は、樹脂エマルジョンとして少なくともウレタン樹脂エマルジョンを含む。インク組成物がウレタン樹脂エマルジョンを含むことにより、印捺物の柔軟性が優れたものとなり、かつ、インクの定着性が優れたものとなることから印捺物の耐擦性がある程度良好なものとなる。加えて、白色の上記インク組成物を用いて得られる印捺物は、高い白色度を有するものとなる。
なお、本明細書における酸価は、京都電子工業社(Kyoto Electronics Manufacturing Co.,Ltd.)製のAT610を用いて測定を行い、以下の数式に数値をあてはめて算出した値を採用するものとする。
上記の数式中、EP1は滴定量(mL)、BL1はブランク値(0.0mL)、FA1は滴定液のファクター(1.00)、C1は濃度換算値(5.611mg/mL)(0.1mo1/L KOH 1mLの水酸化カリウム相当量)、K1は係数(1)、SIZEは試料採取量(g)をそれぞれ表す。
なお、上記JIS K7161:1994について具体的に説明すると、対応国際規格がISO 527−1:1993であり、標題がプラスチック−引張特性の試験方法であり、かつ、規格の概要は、定められた条件下でのプラスチック及びプラスチック複合材の引張特性を測定するための一般原則について規定したものである。
本実施形態のインク組成物は、エマルジョン型シリコーン化合物を含む。本明細書におけるシリコーン化合物は、シロキサン単位を繰り返し単位とするポリマーを意味し、より具体的に言えば、無機質のシロキサン結合とメチル基などの有機官能基とが同じ分子中に共存するポリマーを意味する。そして、エマルジョン型シリコーン化合物は、シリコーン系の水分散性樹脂と換言できる。本実施形態のインク組成物は、上述のウレタン樹脂エマルジョンと共に当該エマルジョン型シリコーン化合物を含有することにより、印捺物の柔軟性がさらに優れ、かつ、耐擦性にも優れるため、質感や風合いの良好な印捺物が得られる。
本実施形態のインク組成物は、環状アミド化合物をさらに含むことが好ましい。これにより、保存安定性、特に高温下での保存安定性がより良好なものとなる。また、環状アミド化合物は、保湿性能も有するため、ウレタン樹脂エマルジョンその他の樹脂(ポリマー)及び顔料などの水分がインクの保管時に蒸発し得ることに起因して、凝集し固化するのを防止することができる。これにより、インクジェット捺染時にヘッドのノズル近傍における目詰まりを防止し、インク組成物の吐出安定性が良好なものとなる。
本実施形態のインク組成物は水性であり、水性溶媒として水を含む。当該水性溶媒としては、水及び水溶性有機溶剤が挙げられる。水としては、特に制限されることなく、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、又は超純水を用いることができる。水の含有量は、インク組成物の総質量(100質量%)に対して、20〜80質量%である。ここで、水の含有量は、水を添加した量に限られず、他の添加剤中の水分も含むものである。
なお、以下で説明する各種の添加剤(成分)は、重複を避けるため、上述した環状アミド化合物を含まないものとする。
本実施形態のインク組成物は、その構成成分である水性溶媒が布帛に浸透することを一層促進するため、浸透剤をさらに含有するとよい。上記水性溶媒が布帛に素早く浸透することによって、画像の滲みが少ない印捺物を得ることができる。
本実施形態のインク組成物は、保湿剤(湿潤剤)を含んでもよい。保湿剤としては、一般にインクジェットインクに用いられるものであれば特に制限されることなく使用可能である。好ましくは180℃以上、より好ましくは200℃以上の沸点を有する高沸点の保湿剤を用いるとよい。沸点が上記範囲内である場合、インク組成物に良好な保水性及び湿潤性を付与することができる。
本実施形態のインク組成物は、界面活性剤を含んでもよい。当該界面活性剤としては、アセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤、及びポリシロキサン系界面活性剤のうち少なくともいずれかが好ましい。インク組成物がこれらの界面活性剤を含むことにより、布帛に付着したインク組成物の乾燥性が一層良好となり、かつ、高速印刷が可能となる。
本実施形態のインク組成物は、その保存安定性及びヘッドからの吐出安定性を良好に維持するため、目詰まり改善のため、又はインクの劣化を防止するため、保湿剤、溶解助剤、浸透制御剤、粘度調整剤、pH調整剤、溶解助剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、腐食防止剤、及び分散に影響を与える金属イオンを捕獲するためのキレート化剤などの、種々の添加剤を適宜添加することもできる。
本発明の一実施形態は、画像形成方法に係る。当該画像形成方法は、上記実施形態のインクジェット捺染用インク組成物を用いたインクジェット捺染により、布帛上に画像を形成することを含むものである。
布帛上でインクが滲むのを防止するため、上記のインク組成物を布帛上に付着させて画像を形成する前に、前処理剤を用いて布帛を前処理しておくこと、即ち前処理工程を行うことが好ましい。当該前処理工程は、凝集剤を含む前処理剤を布帛に付与するというものであり、より具体的に言えば、布帛に前処理剤を付着させた後、布帛を乾燥するというものである。前処理の方法としては、以下に限定されないが、例えば、前処理剤中に布帛を浸積する手段、及び前処理剤を布帛に塗布又は噴霧する手段が挙げられる。
上記の付着工程では、まず、布帛(上記前処理がなされたものを含む。)の面に向けて、上記インク組成物を吐出し付着させて、画像を形成する。
なお、吐出条件は、吐出されるインク組成物の物性によって適宜決定すればよい。
上記の加熱工程では、インク組成物が付着した布帛を加熱処理する。当該加熱処理により、インク組成物に含まれるウレタン樹脂エマルジョン等の樹脂(ポリマー)を布帛の表面に融着させ、かつ、水分を蒸発させることができる。その結果、印捺物の耐擦性を一層優れたものとすることができる。
まず、画像形成の前に布帛を前処理するための前処理剤P1を、以下のようにして調製した。多価金属化合物としての、20質量%の硝酸カルシウム・四水和物(カルシウムイオン濃度17.0質量%)と、10質量%のアクリル樹脂エマルジョン(新中村化学社製のNKバインダー R−5HN、固形分44%)と、0.1質量%のBYK−348(ポリシロキサン系界面活性剤、BYK社製商品名)と、イオン交換水(残部)とを、総質量が100質量%になるよう混合し、十分に撹拌して均一とすることで、前処理剤P1を調製した。得られた前処理剤P1において、カルシウムイオン濃度は3.4質量%であり、アニオン性樹脂の固形分濃度は4.4質量%であった。
下記の実施例及び比較例において使用した材料は、以下の通りである。
(1−1.白色顔料)
酸化チタンスラリー(シーアイ化成社製のNanoTek(R)Slurry、酸化チタン固形分濃度20%、平均粒子径250nm)を用いた。
シアン顔料分散液を次のようにして調製した。攪拌機、温度計、還流管、及び滴下ロートを備えた反応容器を窒素置換した後、シクロヘキシルアクリレート20質量部、2−エチルヘキシルアクリレート5質量部、ブチルアクリレート15質量部、ラウリルアクリレート10質量部、アクリル酸2質量部、t―ドデシルメルカプタン0.3質量部を混合した。この混合液を70℃で加熱し、別に用意したシクロヘキシルアクリレート150質量部、アクリル酸15質量部、ブチルアクリレート50質量部、t−ドデシルメルカプタン1質量部、メチルエチルケトン20質量部、及びアゾビスイソバレロニトリル1質量部を滴下ロートに入れて、4時間かけて反応容器に滴下しながら分散ポリマーを重合反応させた。次に、反応容器にメチルエチルケトンを添加して40質量%濃度の分散ポリマー溶液を作製した。分子量の分散度(Mw/Mn)は3.1であった。
〔2.ウレタン樹脂エマルジョン〕
・サンキュアー2710(日本ルーブリゾール社製商品名、アニオン性、固形分濃度40質量%、以下「ウレタン樹脂A」という。)
・パーマリンUA−150(三洋化成工業社製商品名、アニオン性、固形分濃度30質量%、以下「ウレタン樹脂B」という。)
〔3.エマルジョン型シリコーン化合物〕
・アミノ変性シリコーンエマルジョン(信越化学工業社製のPolon MF−14〔商品名〕、固形分濃度15質量%、以下では「シリコーンA」という。)
・反応型シリコーンエマルジョン(信越化学工業社製のKM−2002L−1〔商品名〕、固形分濃度44質量%、以下では「シリコーンB」という。)
・エポキシ変性シリコーンエマルジョン(信越化学工業社製のPolon MF−18T〔商品名〕、固形分濃度38質量%、以下では「シリコーンC」という。)
・ジメチルシリコーンエマルジョン(信越化学工業社製のPolon MF−32〔商品名〕、固形分濃度31質量%、以下では「シリコーンD」という。)
〔4.環状アミド化合物〕
・2−ピロリドン(関東化学社製)
〔5.保湿剤〕
・グリセリン(阪本薬品工業社(Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.)製)
・トリエチレングリコール(関東化学社製)(以下「TEG」という。)
〔6.グリコールエーテル〕
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル(関東化学社製)(以下「TEGmBE」という。)
〔7.界面活性剤〕
・BYK−348(BYK社製商品名、既述)
下記の表1〜表3に示す材料を各表に示す含有量(単位は質量%)で、それぞれ混合し、十分に撹拌した。この攪拌液を、孔径5μmの金属フィルターでろ過した後、真空ポンプを用いて脱気処理して、実施例及び比較例で用いる各インク組成物を得た。
なお、下記の表1〜表3中、「シアン顔料濃度」は「インク中のシアン顔料の固形分濃度(質量%)」を表し、「酸化チタン濃度」は「インク中の酸化チタンの固形分濃度(質量%)」を表し、「ウレタン樹脂濃度」は「インク中のウレタン樹脂の固形分濃度(質量%)」を表し、「シリコーン濃度」は「インク中のシリコーン化合物の固形分濃度(質量%)」を表す。
〔前処理工程〕
布帛として綿100%のTシャツ(HANES社製のヘビーウェイト、黒色生地)を用い、これに上記で調製した前処理剤P1を、A4サイズ当たり18〜20gになるようにローラーを用いて均一に塗布した。塗布後、ヒートプレス機を用いて160℃で1分間加熱処理を行った。
前処理工程を経た布帛に対して、インクジェットプリンター(セイコーエプソン社(Seiko Epson Corporation)製のPX−G930)を用いて上記で調製した各インクを布帛に付着させた。記録条件として、白色インクについては、記録解像度を1440dpi×1440dpiとし、ベタパターン画像を4層重ね塗りし、180mg/inch2の白インクを付着させた。シアンインクについては、記録解像度を1440dpi×720dpiとし、ベタバターン画像を1層印刷した。このようにして白色インク及びシアンインクに対して、それぞれインクジェット捺染を行った。
なお、本明細書における「ベタパターン画像」とは、記録解像度で規定される最小記録単位領域である画素の全ての画素に対してドットを記録した画像を意味する。
各インクが付着した布帛を、ヒートプレス機を用いて160℃で1分間加熱処理を行い、当該インクを布帛に定着させた。このようにして、布帛に画像が形成された(インクが印捺された)印捺物を製造した。
上記で調製した各インクについて、粘度及び保存安定性の各評価を行った。また、上記で製造した各印捺物について耐擦性の評価を行った。さらに、上記で製造した各印捺物のうち白色インク組成物を用いて得られた印捺物については、白色度及び柔軟性の各評価も行った。
DVM−E型回転粘度計(東京計器社製)を用いて、上記で調製した各インクの、25℃での粘度を測定した。評価基準は以下のとおりである。評価結果を下記の表4及び表5に示す。
○:5mPa・s未満
△:5mPa・s以上7Pa・s未満
×:7mPa・s以上
上記で調製した各インクを50cc容のガラス瓶に入れ、密栓した後に、これらのガラス瓶を60℃の恒温槽内に投入し7日間放置した。7日後に取り出し、十分に室温に戻ってから、上記「1.インクの粘度」と同様にして粘度を測定した。そして、初期の粘度である上記「1.インクの粘度」で測定された粘度に対する、7日間放置後の粘度の増加率を計算した。評価基準は以下のとおりである。評価結果を下記の表4及び表5に示す。
○:+5%未満
△:+5%以上15%未満
×:+15%以上
本評価は、白色インク組成物を用いて製造した印捺物を対象とするものである。
印捺後の布帛に対して、市販の測色機(X−Rite社製のGretag Macbeth Spectrolino)を用いて、CIE/L*a*b*表色系における、L*値を測定した。
評価基準は以下のとおりである。評価結果を下記の表4及び表5に示す。
○:L*値が92以上
△:L*値が90以上92未満
×:L*値が90未満
JIS K5701(ISO 11628)(平版印刷に用いられるインク、展色試料、及び印刷物を試験する方法について規定。)に準じて、学振式摩擦堅牢度試験機(テスター産業社(TESTER SANGYO CO., LTD.)製)を用いて、上記で得られた各印捺物の耐擦性評価を行った。
評価方法は、画像面に金巾を乗せ、荷重500gをかけて擦り、擦った後の印捺物の画像面の剥離及び傷を目視で観察した。以下の通りに評価した。
評価基準は以下のとおりである。評価結果を下記の表4及び表5に示す。
◎:金巾の汚れは無かった。画像面の剥離や傷も無かった。
○:金巾に少量の汚れが見られた。画像面の剥離や傷は無かった。
△:金巾に中程度の汚れが見られた。画像面の剥離や傷が線状に見られた。
×:金巾に多量の汚れが見られた。画像面の剥離や傷が画像面に面状に見られた。
本評価は、白色インク組成物を用いて製造した印捺物を対象とするものである。
印捺物、即ち布帛に画像が形成されたTシャツを、巾2cm×長さ5cmの印捺部を持つ短冊状に切断し、被印捺面を元の長さの1.7倍まで引っ張り、被印捺面におけるインクの塗膜(画像)の状態を目視で観察し、評価した。
評価基準は以下のとおりである。評価結果を下記の表4及び表5に示す。
◎:塗膜面に割れが発生しなかった。
○:塗膜面に5箇所以下の割れが発生した。
△:塗膜面に6〜10箇所の割れが発生した。
×:塗膜面に11箇所以上の割れが発生した。
Claims (5)
- 顔料、ウレタン樹脂エマルジョン、エマルジョン型シリコーン化合物、及び水を含有するインクジェット捺染用インク組成物であって、
前記ウレタン樹脂エマルジョンの含有量が、該インク組成物の総質量に対して3.5〜14質量%であり、前記エマルジョン型シリコーン化合物の含有量が、該インク組成物の総質量に対して0.4〜3.0質量%であり、前記水の含有量が、該インク組成物の総質量に対して20〜80質量%である、捺染用インクジェットインク組成物。 - 前記エマルジョン型シリコーン化合物は、アミノ変性シリコーンエマルジョン、エポキシ変性シリコーンエマルジョン、ジメチルシリコーンエマルジョン、及び反応型シリコーンエマルジョンから選ばれる少なくとも一種である、請求項1に記載の捺染用インクジェットインク組成物。
- 前記顔料が白色顔料である、請求項1又は2に記載の捺染用インクジェットインク組成物。
- 前記ウレタン樹脂エマルジョンの含有量が、該インク組成物の総質量に対して、7〜14質量%である、請求項3に記載のインクジェットインク組成物。
- 該インク組成物の総質量に対して1質量%以上の2−ピロリドンをさらに含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の捺染用インクジェットインク組成物。
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