JP2018031084A - 捺染方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る捺染方法は、布帛を加熱する加熱工程と、前記加熱工程により表面温度が35℃以上65℃以下に加熱された布帛にインクジェットヘッドからインク組成物を吐出して付着させる工程と、を備え、前記インク組成物は樹脂微粒子を含み、40℃における粘度が4.5mPa・s以下であり、40℃における表面張力が28mN/m以下である。
【選択図】図1
Description
本発明に係る捺染方法の一態様は、
布帛を加熱する加熱工程と、前記加熱工程により表面温度が35℃以上65℃以下に加熱された布帛にインクジェットヘッドからインク組成物を吐出して付着させる工程と、を備え、
前記インク組成物は樹脂微粒子を含み、40℃における粘度が4.5mPa・s以下であり、40℃における表面張力が28mN/m以下であることを特徴とする。
上記適用例において、
前記インク組成物の20℃における粘度が4mPa・s以上5.5mPa・s以下であることができる。
上記適用例において、
前記インク組成物が、前記樹脂微粒子としてガラス転移点が0℃以下である樹脂微粒子を含むことができる。
上記適用例において、
前記布帛が、少なくともポリエステルを含む布帛であることができる。
上記適用例において、
前記インク組成物を吐出して付着させる工程の前に、前記インク組成物の成分を凝集させる凝集剤を含む処理液を、前記布帛に付着させる工程を備えることができる。
上記適用例において、
前記インク組成物が、色材として顔料含むことができる。
上記適用例において、
前記インク組成物は、前記樹脂微粒子を1質量%以上20質量%以下含むことができる。
上記適用例において、
前記インク組成物が水系インク組成物であることができる。
上記適用例において、
前記インク組成物が、標準沸点250℃以上の有機溶剤を含むことができる。
上記適用例において、
前記インク組成物が、界面活性剤として、シリコーン系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤の少なくとも何れかを含むことができる。
上記適用例において、
前記インク組成物が、3個以上の水酸基を有するポリオール化合物を有機溶剤として含むことができる。
本発明に係る捺染装置の一態様は、
適用例1ないし適用例11のいずれか1例に記載の捺染方法で捺染を行うことを特徴とする。
本発明の一実施形態に係る捺染方法は、布帛を加熱する加熱工程と、前記加熱工程により表面温度が35℃以上65℃以下に加熱された布帛にインクジェットヘッドからインク
組成物を吐出して付着させる工程と、を備え、前記インク組成物は樹脂微粒子を含み、40℃における粘度が4.5mPa・s以下であり、40℃における表面張力が28mN/m以下であることを特徴とする。また、本発明の一実施形態に係る捺染装置は、本発明の一実施形態に係る捺染方法で捺染を行うことを特徴とする。
まず、本実施形態に係る捺染方法が実施される捺染装置の一例について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態に係るインクジェット捺染方法に使用できる捺染装置は、以下の態様に限定されるものではない。
情報信号にしたがって微小電極で加熱発泡させ、インクの液滴を吐出・記録させる方式(サーマルジェット方式)等が挙げられる。
度を意味する。
本発明の一実施形態に係る捺染方法に用いられるインク組成物は、樹脂微粒子を含み、40℃における粘度が4.5mPa・s以下であり、40℃における表面張力が28mN/m以下であることを特徴とする。
本実施形態に係る画像方法に用いるインクは、色材として顔料を含むことが好ましい。
、MA8、MA100、No.2200B等(以上、三菱化学株式会社製)、Raven
5750、Raven 5250、Raven 5000、Raven 3500、Raven 1255、Raven 700等(以上、コロンビアカーボン社製)、Rega1 400R、Rega1 330R、Rega1 660R、Mogul L、Monarch 700、Monarch 800、Monarch 880、Monarch 900、Monarch 1000、Monarch 1100、Monarch 1300、Monarch 1400等(以上、キャボット社製)、Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black FW18、Color Black FW200、Color
B1ack S150、Color Black S160、Color Black
S170、Printex 35、Printex U、Printex V、Printex 140U、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4A、Special Black 4(以上、デグッサ社製)等が挙げられる。
インク組成物の総質量を100質量%としたときに、好ましくは1質量%以上30質量%以下、より好ましくは2質量%以上15質量%以下である。
本実施形態で用いるインクは、樹脂微粒子を含む。樹脂微粒子は、インク組成物により形成される画像の定着性を向上させる機能を備え、画像の堅牢性を向上させることができる。
本実施形態で用いられるインクは、水を主要な溶媒とした水系インク組成物であることが好ましい。この場合、水は、インクの主となる媒体であり、乾燥により蒸発飛散する成分である。水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、及び蒸留水等の純水、並びに超純水のような、イオン性不純物を極力除去したものが挙げられる。また、紫外線照射又は過酸化水素の添加などによって滅菌した水を用いると、インクを長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を防止することができる。
本実施形態において、インク組成物は、溶媒として有機溶剤を含有してもよい。有機溶剤は、インク組成物のインクジェット法による吐出安定性を優れたものとしつつ、布帛に対するインクの密着性を高めたり、インクジェット記録装置のヘッドの乾燥を抑制するなどの機能を備える。
ポリオール化合物、グリコールエーテル、ベタイン化合物、ピロリドン誘導体等が挙げられる。
要とする、所望のインクの粘度および表面張力に調整しやすくなり、特に、40℃における粘度を好ましい粘度に調整しやすくなる。したがって、インク組成物が、標準沸点250℃以上の有機溶剤を含む場合には、より吐出安定性に優れ、得られた記録物のレベリング性が向上して堅牢性に優れる捺染方法を提供することができる。
本実施形態において、インク組成物は、界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤は、インク組成物の表面張力を低下させ布帛との濡れ性を向上させるなどの機能を備え、本実施形態の捺染方法で必要とする、所望のインクの粘度および表面張力に調整しやすくなる。
KF−6020、X−22−4515、KF−6011、KF−6012、KF−6015、KF−6017(以上商品名、信越化学工業社製)が挙げられる。
本実施形態に係るインク組成物は、必要に応じて、pH調整剤、防腐剤・防かび剤、防錆剤、キレート化剤等を含有してもよい。
pH調整剤としては、例えば、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、アンモニア、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等が挙げられる。
防腐剤・防かび剤としては、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、1,2−ジベンジンチアゾリン−3−オン(ICI社のプロキセルCRL、プロキセルBND、プロキセルGXL、プロキセルXL−2、プロキセルTN)等が挙げられる。
キレート剤は、イオンを捕獲する性質を有する。そのようなキレート剤としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸塩(EDTA)や、エチレンジアミンのニトリロトリ酢酸塩、ヘキサメタリン酸塩、ピロリン酸塩、又はメタリン酸塩等が挙げられる。
本実施形態で用いられるインクは、前述した成分を任意の順序で混合し、必要に応じて濾過等をして不純物を除去することにより得られる。各成分の混合方法としては、メカニカルスターラー、マグネチックスターラー等の撹拌装置を備えた容器に順次材料を添加して撹拌混合する方法が好適に用いられる。濾過方法としては、遠心濾過、フィルター濾過等を必要に応じて行なうことができる。
本実施形態で用いられるインクは、40℃における表面張力が28mN/m以下であり、好ましくは27.5mN/m以下であり、より好ましくは27.2mN/m以下である。この場合には、インクジェット捺染において吐出安定性に優れると共に、布帛への付着時にインクが布帛へ均一に濡れ広がりやすく、浸透しやすくなる。これにより、インクが布帛に定着しやすくなり、得られた記録物の堅牢性が優れたものとなる。なお、インクは、40℃における表面張力の下限値は、25mN/m以上であることが好ましく、26mN/m以上であることがより好ましく、26.5mN/m以上であることがさらに好ましい。
後述する本実施形態に係る捺染方法おいて、インクジェット捺染用のインクを布帛へ付着させる工程の前に、該布帛に付与して用いる処理液であって、インク組成物の成分を凝集させる凝集剤を含む処理液を布帛に付着させる工程を備えることが好ましい。
そのようなインクジェット捺染用の処理液に含まれる凝集剤としては、例えば、多価金属塩、有機酸、カチオン性化合物(カチオン性樹脂、カチオン性界面活性剤等)が挙げられる。これらの凝集剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。これらの凝集剤の中でも、インク組成物に含まれる樹脂微粒子との反応性に優れるという点から、多価金属塩及び有機酸よりなる群から選択される少なくとも1種の凝集剤を用いることが好ましく、多価金属塩を用いることがより好ましい。
、アルキルアミン塩、ジアルキルアミン塩、脂肪族アミン塩、ベンザルコニウム塩、第4級アンモニウム塩、第4級アルキルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、オニウム塩、イミダゾリニウム塩等が挙げられる。カチオン性界面活性剤の具体例としては、ラウリルアミン、ヤシアミン、ロジンアミン等の塩酸塩、酢酸塩等、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロライド、塩化ベンザルコニウム、ジメチルエチルラウリルアンモニウムエチル硫酸塩、ジメチルエチルオクチルアンモニウムエチル硫酸塩、トリメチルラウリルアンモニウム塩酸塩、セチルピリジニウムクロライド、セチルピリジニウムブロマイド、ジヒドロキシエチルラウリルアミン、デシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ドデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、テトラデシルジメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルジメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルジメチルアンモニウムクロライド等が挙げられる。
本実施形態で用いられる処理液は、水を主溶媒とすることが好ましい。この水は、処理液を記録媒体に付着させた後、乾燥により蒸発飛散する成分である。水としては、上述したインクで例示した水と同様のものを使用できるので、その例示を省略する。処理液に含まれる水の含有量は、処理液の全質量に対して、例えば、50質量%以上とすることができ、好ましくは60質量%以上であり、より好ましくは70質量%以上であり、さらに好ましくは80質量%以上である。
本実施形態で用いられる処理液には、有機溶剤を添加してもよい。有機溶剤を添加することにより、記録媒体に対する処理液の濡れ性を向上させたりすることができる。有機溶剤としては、上述のインク組成物で例示する有機溶剤と同様のものを使用できる。有機溶剤の含有量は、特に限定されるものではないが、処理液の全質量に対して、例えば1質量%以上40質量%以下とすることができる。
本実施形態で用いられる処理液には、界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤を添加することにより、処理液の表面張力を低下させ、記録媒体との濡れ性を向上させることができる。界面活性剤の中でも、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤を好ましく用いることができる。これらの界面活性剤の具体例については、上述のインク組成物で例示する界面活性剤と同様のものを使用できる。界面活性剤の含有量は、特に限定されるものではないが、処理液の全質量に対して、0.1質量%以上1.5質量%以下とすることができる。
本実施形態で用いられる処理液には、堅牢度を向上させ、布帛の毛羽立ちを抑制する目的で、水分散性樹脂(樹脂エマルジョン)を配合することができる。そのような樹脂としては、市販品を用いることができ、例えば、ウレタン樹脂であれば、スーパーフレックス500、6E−2000、E−2500、E−4000、R−5000(商品名、第一工業製薬株式会社製)、アデカボンタイターHUX−822、830(商品名、株式会社アデカ製)が挙げられる。酢酸ビニル樹脂としては、例えば、ビニブラン1245L、2680、2682、2684(商品名、日信化学工業株式会社製)が挙げられる。アクリル樹脂としては、例えば、ボンコートAN−402、R−3310、R−3360(商品名、大日本インキ株式会社製)が挙げられる。処理液中の樹脂微粒子の含有量は、特に限定されるものではないが、処理液の全質量に対して、1.0質量%以上10.0質量%以下とすることができる。
本実施形態で用いられる処理液には、必要に応じて、pH調整剤、防腐剤・防かび剤、防錆剤、キレート化剤等を添加してもよい。その他の成分としては、上述のインク組成物で例示する有機溶剤と同様のものを使用することができる。
本実施形態で用いられる処理液は、上記の各成分を適当な方法で分散・混合することよって製造することができる。上記の各成分を十分に攪拌した後、目詰まりの原因となる粗大粒子及び異物を除去するためにろ過を行って、目的の処理液を得ることができる。
本実施形態で用いられる処理液は、インクジェット式記録ヘッドで吐出させる場合には、20℃における表面張力が20mN/m以上40mN/mであることが好ましく、20mN/m以上35mN/m以下であることがより好ましい。なお、表面張力の測定は、例えば、自動表面張力計CBVP−Z(商品名、協和界面科学株式会社製)を用いて、20℃の環境下で白金プレートをインクで濡らしたときの表面張力を確認することにより測定することができる。
本実施形態に係る捺染方法は、布帛を用いて行われる。布帛を構成する素材としては、特に限定されず、例えば、綿、麻、羊毛、絹等の天然繊維、ポリプロピレン、ポリエステル、アセテート、トリアセテート、ポリアミド、ポリウレタン等の合成繊維、ポリ乳酸等の生分解性繊維などが挙げられ、これらの混紡繊維であってもよい。布帛としては、上記に挙げた繊維を、織物、編物、不織布等いずれの形態にしたものでもよい。また、本実施形態で使用する布帛の目付についても、特に限定されず、1.0oz(オンス)以上10.0oz以下、好ましくは2.0oz以上9.0oz以下、より好ましくは3.0oz以上8.0oz以下、さらに好ましくは4.0oz以上7.0oz以下の範囲である。
他の繊維としては限るものではないが綿があげられる。このようなポリエステルを含む布帛は、汗などの水分が乾燥しやすい点で優れたものであるが、反面、インクジェット捺染において顔料や樹脂が定着しにくいが、後述する本実施形態に係る捺染方法を用いることにより、得られた記録物は堅牢性に優れたものとなり好ましい。
次に、本実施形態に係る捺染方法について工程毎に説明する。本実施形態に係る捺染方法は、布帛を加熱する加熱工程と、前記加熱工程により表面温度が35℃以上65℃以下に加熱された布帛にインクジェットヘッドからインク組成物を吐出して付着させる工程と、を備え、前記インク組成物は樹脂微粒子を含み、40℃における粘度が4.5mPa・s以下であり、40℃における表面張力が28mN/m以下である。
本実施形態に係る捺染方法は、布帛を加熱する加熱工程を有する。インクジェット捺染において、後述するインク付着工程の際に布帛が加熱されていると、インクの温度が高いことで粘度および表面張力が下がり、インクが布帛へ均一に濡れ広がりやすく、浸透しやすくなる。これにより、インクが布帛に定着しやすくなり、得られた記録物は、レベリング性が向上し、堅牢性に優れたものとなる。また、加熱された布帛上にインク組成物を付着させることで、インクの乾燥性を向上させることができ、乾燥時間を短くすることができ、布帛へのダメージを抑制することができる。
インク付着工程は、上記加熱工程により表面温度が35℃以上65℃以下に加熱された布帛にインクジェットヘッドからインク組成物を吐出して付着させる工程であり、この工程でインクの液滴を布帛に付着させることにより、布帛に画像を記録するものである。これにより、布帛にインク組成物からなる画像が記録された記録物が得られる。
ンクが布帛に定着しやすくなり、得られた記録物はレベリング性が向上し、摩擦堅牢度および洗濯堅牢性などの堅牢性に優れたものとなる。また、加熱された布帛上にインク組成物を付着させることで、インクの乾燥性を向上させることができる。
前処理工程は、インク組成物を吐出して付着させる工程の前に、インク組成物の成分を凝集させる凝集剤を含む処理液を布帛に付着させる工程である。
。また、加熱の熱源としては、以下に限定されないが、例えば赤外線(ランプ)が挙げられる。
以下、本発明を実施例および比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」および「%」は、特に断らない限り質量基準である。
表1に記載の成分を混合し、マグネチックスターラーで2時間混合攪拌した後、さらに孔径5μmのメンブレンフィルターを用いてろ過し、インク1〜インク8を得た。なお、下記の表1中、数値の単位は質量%であり、イオン交換水は、インクの全質量が100質量%となるように添加した。
・マゼンタ顔料(Pigment Red 122)
・タケラックWS−6021(商品名、三井化学ポリウレタン株式会社製、ウレタン樹
脂エマルジョン、自己乳化タイプ、ガラス転移点−60℃、固形分30%)
・タケラックWS−5000(商品名、三井化学ポリウレタン株式会社製、ウレタン樹脂エマルジョン、自己乳化タイプ、ガラス転移点65℃、固形分30%)
・BYK−348(商品名、ビックケミージャパン株式会社製、ポリシロキサン系界面活性剤)
ガラス転移点は、示差走査型熱量計(セイコーインスツル社(Seiko Instruments Inc.)製のEXSTAR6000DSC)により測定するものとする。
表2の配合割合になるように各成分を混合、攪拌して、処理液1、2を得た。イオン交換水は、処理液の全質量が100質量%となるように添加した。
・ビニブラン1245L(商品名、日信化学工業社製、酢酸ビニル系エマルジョン)
・BYK−348(商品名、ビックケミージャパン株式会社製、ポリシロキサン系界面活性剤)
次に、以下の評価試験に使用する実施例および比較例に係る表3に示す評価サンプルを次のようにして作成した。
インクジェット捺染装置として、SC−F2000(セイコーエプソン株式会社製)の改造機を用意した。布帛支持部(プラテン)にヒーターを取りつけ、インク付着時(印刷時)の布帛表面温度を表3中の値に制御可能とした。つまり、布帛表面の温度とは、布帛搬送方向におけるヘッドと対向する位置にある布帛の表面温度を非接触温度計(商品名「IT2−80」、株式会社キーエンス製)で測定したものであり、表面温度が、狙いとする温度(表3の印刷時乾燥温度)になるようにプラテンヒーターを調整した。ここで、表3中の25℃の例では、ヒーターオフとした。なお、本乾燥(印刷後の乾燥)では、インクジェット捺染装置のプラテンヒーターとは別に設けたオーブンを使用し、温度測定方法は印刷時乾燥温度と同様の方法で行った。ヘッドの1ノズル列にインクを充填した。
上記の記録試験を1時間連続して行い、終了後、1ノズル列(360個ノズル)の吐出異常(不吐出)を検査した。なお、記録開始前は全ノズル正常な状態で開始し、以下の様に判定した。
◎:吐出異常ノズル数が0個
○:吐出異常ノズル数が1〜2個
△:吐出異常ノズル数が3〜5個
×:吐出異常ノズル数が5個以上
記録試験による記録物を目視で評価した。
○:布帛の裏にはインクが見えず、表のパターン部がインクの色で埋まっている。
△:布帛の裏側に若干インクの色が見える。
×:布帛の裏側にインクが浸透しており、裏側にインクの色がかなり見える。
記録試験による記録物のテストパターン部を目視で評価した。
◎:パターン部が均一にインクの色で着色されており、生地の色が見えない。
○:パターン部に生地の色は見えないが、インクの色に若干ムラがある。
△:パターン部に布帛が若干見える。
×:パターン部に生地の色がかなり見える。
記録物のパターン部をJIS L 0849 II型(乾式)で試験し、級数を確認した。
上記記録物を洗濯堅牢性試験により評価した。洗濯堅牢性試験は、「AATCC61 2A、3A」に準じて行い、下記評価基準により目視で評価した。なお、下記の「2A」とは、25℃で洗濯したことを示し、「3A」とは、60℃で洗濯したことを示す。
AA:2A、3A共に、パターン部に被膜の脱落無かった。
A:2Aは塗膜の脱落無し。3Aでは若干脱落があった。
B:2Aで塗膜の脱落が若干あった。
C:2A、3A共に、脱落被膜の脱落がかなりあった。
以上の評価試験の結果を表3に示す。
ク組成物を吐出して付着させることにより、インクジェット捺染する際に、吐出安定性に優れると共に、得られた画像の堅牢性に優れる捺染方法が可能であることが分かった。さらに、インクに含まれるグリセリンの含有量や印刷時の乾燥温度を調整することにより、より、吐出安定性や、得られた画像の堅牢性を向上させることができることが分かった。
Claims (12)
- 布帛を加熱する加熱工程と、前記加熱工程により表面温度が35℃以上65℃以下に加熱された布帛にインクジェットヘッドからインク組成物を吐出して付着させる工程と、を備え、
前記インク組成物は樹脂微粒子を含み、40℃における粘度が4.5mPa・s以下であり、40℃における表面張力が28mN/m以下である、捺染方法。 - 前記インク組成物の20℃における粘度が4mPa・s以上5.5mPa・s以下である、請求項1に記載の捺染方法。
- 前記インク組成物が、前記樹脂微粒子としてガラス転移点が0℃以下である樹脂微粒子を含む、請求項1又は請求項2に記載の捺染方法。
- 前記布帛が、少なくともポリエステルを含む布帛である、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の捺染方法。
- 前記インク組成物を吐出して付着させる工程の前に、前記インク組成物の成分を凝集させる凝集剤を含む処理液を、前記布帛に付着させる工程を備える、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の捺染方法。
- 前記インク組成物が、色材として顔料含む、請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の捺染方法。
- 前記インク組成物は、前記樹脂微粒子を1質量%以上20質量%以下含む、請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の捺染方法。
- 前記インク組成物が水系インク組成物である、請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の捺染方法。
- 前記インク組成物が、標準沸点250℃以上の有機溶剤を含む、請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の捺染方法。
- 前記インク組成物が、界面活性剤として、シリコーン系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤の少なくとも何れかを含む、請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の捺染方法。
- 前記インク組成物が、3個以上の水酸基を有するポリオール化合物を有機溶剤として含む、請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の捺染方法。
- 請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載の捺染方法で捺染を行う、捺染装置。
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