JP2020506264A - 染色された合成布帛上のインクジェット印刷 - Google Patents
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Abstract
Description
基体の少なくとも一部分を前記固定化組成物と接触すること;
前記基体の少なくとも一部分の上に直接前記インク組成物を印刷すること;及び
基体を110±5℃より低い温度に加熱し、それによって架橋反応を開始し、基体の表面の上にフィルムの形の画像を形成すること。
本発明の実施形態の態様によれば、固定化組成物及び少なくとも一種のカラーインク組成物を含むインクセットが提供される。本発明の一部の実施形態では、固定化組成物は、無色であり、かつ本質的に透明であり、印刷工程が終了した後に基体の上にマークを残すことは意図されない。一部の実施形態では、固定化組成物は、低温硬化架橋剤(LTCC)及び第一キャリアを含み、固定化組成物のpHは、7より低いように配合される。即ち、固定化組成物は、酸性である。
(i)液体及び流体であるインク組成物(これは、それがインクジェット機械のために好適であるようにしなければならないからである)が、基体の表面の上でそれと接触して定着するようにすること;及び
(ii)硬化時にインク組成物中のフィルム形成剤と反応しうる基体の表面に架橋剤を送出し、それによって基体に付着されるフィルムを形成し、このフィルムが、印刷された画像を構成すること。
本発明の実施形態の文脈では、架橋剤は、インク組成物の成分に存在する官能基(一緒に本明細書ではフィルム形成剤として言及される)並びに基体中の要素によって示される官能基と反応し、それらと結合を形成するように選択され、さらに基体中の染料が自由に動く温度より低い硬化温度でこの反応性を示すように選択される。
10,15又は20ミクロン未満の最大粒子サイズ;
2〜4(N・S)/m2の範囲の剪断動粘度;
3センチポアズ未満の室温ブルックフィールド粘度;
24〜26N/mの範囲の表面張力;及び
50〜2000オーム/センチメートルの電気抵抗。
1,5又は10ミクロン未満の最大粒子サイズ;
8〜20(N・S)/m2の範囲の剪断動粘度;
25センチポアズ未満の室温ブルックフィールド粘度;
24〜32N/mの範囲の表面張力;及び
50〜2000オーム/センチメートルの電気抵抗。
一部の実施形態では、カラーインク組成物は、低温硬化自己架橋樹脂を含み、それは、インク組成物の主なキャリア中で分散又は乳化され、即ち低温硬化自己架橋樹脂は、水系であり、従って水ベースのインクジェットインク組成物の文脈において使用するために好適である。本発明の実施形態の文脈では、低温架橋剤として作用する以外は、低温硬化自己架橋樹脂はまた、次のインク組成物要素:フィルム形成剤、接着促進剤、及び結合剤の少なくとも一つとして作用することができる。
LTCCポリカルボジイミド剤は、基体中、及びインク組成物中の様々な樹脂及びポリマーで見い出されるカルボキシル基と架橋結合を形成しやすい。硬化工程をより効率的にし、それによって基体の表面に対するフィルム(画像)の接着性を改良するためには、インク組成物において高酸価剤を使用することが好ましい。
一般に、インクセットは、デジタルインクジェット印刷機に使用するために配合され、それは、印刷機によってデジタル的に実施される予め決められたパターンに従って基体の上に直接様々な組成物を付与する。好ましくは、本発明で与えられるインクセットは、染色された基体の上にカラー画像をデジタル的に印刷するためのものである。画像は、着色剤(一般的に分散された顔料)をカプセル封入し、着色剤を基体の表面に付けるフィルムとして形成される。
本発明の実施形態の文脈では、固定化組成物及びインク組成物は、基体の上に付随して又は実質的に同時に付与されることができる。あるいは、固定化組成物及びインク組成物は、互いの後に基体の上に付与されることができ、それらの間に幾らかの遅れ(秒で測定される時間の短い期間)を有し、それは、0.01秒〜120秒、又は0.01〜90,0.01〜60,0.01〜45,0.01〜30,0.01〜20,0.01〜10,0.01〜5又は0.01〜1秒の範囲であることができる。
印刷ヘッド(画像が印刷される基体の領域に対して少量)又はスプレーノズル(低い解像度を要求する大きい領域に対して多量)を使用して基体の少なくとも一部の上に本明細書で記載された酸性LTCC含有固定化組成物を付与すること、又は印刷ヘッド(画像が印刷される基体の領域に対して少量)又はスプレーノズル(低い解像度を要求する大きい領域に対して多量)を使用して基体の少なくとも一部の上に本明細書で記載された、LTCCを欠いた酸性固定化組成物を付与すること;
共反応性フィルム形成剤を含むか、又は低TgのpH感受性低温自己架橋樹脂を含む、本明細書に記載されたインク組成物を、基体の前述の部分の上に直接印刷すること;及び
基体を110±5℃より低い温度に加熱及び/又は乾燥することによって架橋反応を開始し、それによって基体の表面の上に画像(フィルム)を硬化して形成すること。
カラーインク組成物
カラーインク組成物は、印刷機、LTCC含有固定化組成物、低温硬化架橋剤(LTCC)及び基体と適合するように配合される。
エチレングリコール及び/又はグリセリンのような湿潤剤(20〜40重量%);
プロピレングリコール(PG)及び/又は1−((3−ヒドロキシ−2,4−ジメチルペンタン−2−イル)オキシ)−3−メチルブタン−2−オン(Texanol)のような融合助剤(5〜10重量%);
黄、シアン、黒、マゼンタ、又は白色TiO2顔料60%濃縮物のような顔料濃縮物(15〜20重量%);
ポリマー非イオン、ポリマーアニオン及び/又はポリマーカチオン分散剤のような酸感受性顔料分散剤;
約10より大きい酸価を有するアクリル及び/又はポリウレタン樹脂の水ベースの乳剤、分散液又は溶液の混合物又は正味のようなポリカルボジイミド架橋剤と反応するための結合剤樹脂(25〜45重量%);
Acticide(登録商標)MBSのような抗菌剤(0.2〜0.3重量%);
水適量;
7.5〜8.5のpH;及び
10〜20cpsの32℃の作用温度での粘度。
純粋なアクリル乳剤として使用される、高酸価を有するJONCRYL(登録商標)538;
Stahl(登録商標)のAC−170アクリル乳剤のような低酸価アクリル結合剤と組み合わせたJONCRYL(登録商標)538;及び
30〜50%で主結合剤として使用されたPrimal ECONEXT(商品名)230アクリルスチレン乳剤と組み合わせた3〜6%のJONCRYL(登録商標)538。
固定化組成物
低温での硬化を達成し、染料移動を避けるために、ポリカルボジイミドLTCCが使用され、それは、相溶配合されたインク組成物のアクリル結合剤、並びにポリエステル布帛に見い出されるカルボキシル基と反応する。本発明の実施形態の文脈において、架橋剤は、インク組成物中よりむしろ固定化組成物中に置かれ、印刷前のインク組成物中の樹脂の未成熟な架橋及び硬化を避ける。低温硬化剤は、インク溜め及び/又は印刷ヘッド中にありながらインク組成物中で種と反応しうる。
染色されたポリエステル布帛の印刷
本発明の実施形態によれば、約90〜110℃での低温架橋は、赤、青、緑、又は黒色に染色されたポリエステル基体の上に印刷された白色不透明フィルムの硬化を実施するために利用された。低温硬化工程は、染料移動を起こさなかったが、洗濯堅牢性を達成した。白色インクの酸誘導凝固は、基体の上にフィルムを形成することを助け、布帛中へのインクの浸透(浸漬)を最小にした。
インク樹脂効果
本発明の文脈では、フィルム中にインクを硬化する前に印刷されたインク滴の固定化を達成することは、フィルム融合及び形成に寄与し、それは、次に基体へのフィルムの架橋を促進する。いったん基体に接触するとインク組成物と固定化組成物中の酸の間の酸−塩基相互作用から生じる、凝固によるインク滴を固定化する有利な効果は、どこにでも示されている。
ポリカルボジイミド効果
様々なポリカルボジイミド架橋剤の化学特性が、染色されたポリエステル布帛の上に白色画像を印刷するために、本発明の実施形態による固定化組成物中でLTCCとして使用されるとき、洗濯堅牢性及び染料移動についてそれらの効果を確立するために研究された。
Carbodelite(登録商標)E−02(米国特許第7134749号)、長いポットライフを有する、石けんを含まない乳剤として与えられる;
Carbodilite(登録商標)V−05(米国特許第7134749号);
Carbodelite(登録商標)V−02−L2(米国特許第7134749号)長いポットライフを有する水性溶液として与えられる;
Carbodelite(登録商標)V−10;
Carbodelite(登録商標)SW−12G、DPMを含む水性溶液で与えられる;
Carbodelite(登録商標)E−05、極めて長いポットライフ及び低反応性を有する分散液(石けんでの)として特徴づけられる;
SV−02水乳剤、高い架橋密度として特徴づけられる;
XL−701(50%固形物)溶媒ベースのMPA;
XL−702(40%)水乳剤;及び
XL−732(40%)水ベース。
Picassian XL−725;
Picassian XL−732;及び
Picassian XL−702。
酸駆動固定化
本発明の一部の実施形態による、LTCCを含む固定化組成物のpHの効果は、それらのpHレベルを除いて同じ成分を有する対応組成物と比較して試験された。
自己架橋樹脂
インク組成物の一部を形成する、LTCCとしての自己架橋樹脂の使用は、以下のように試験され、示された。この試験のために、ウレタンエラストマー分散液TAKELAC(商品名)WS−6021が使用された。一般にコーティング及びペイントのために使用されるこの製品は、100℃以下の低架橋温度及び低Tg、90nmの平均粒子径、高い可撓性及び伸び(低Tg)、無色(透明)、PETに対する良好な接着性、汚れ及び水に対する耐性、及び外部カルボジイミド/ブロック化イソシアネート部分及び架橋剤との高い反応性によって特徴づけられる。
Claims (49)
- 固定化組成物及び少なくとも一種のインク組成物を含むインクセットであって、前記インク組成物が、分散された顔料及び/又は染料、低温硬化自己架橋樹脂、及び水性キャリアを含み、かつ7より高いアルカリ性pHを示すように配合され、前記固定化組成物が、酸及び水性キャリアを含み、かつ7より低い酸性pHを示すように配合され、インクセットが、染色された基体の上に直接カラー画像をデジタルインクジェット印刷するためのものであり、前記低温硬化自己架橋樹脂が、pH感受性低温硬化自己架橋樹脂である、インクセット。
- 前記酸性pHが、6.5より低い、請求項1に記載のインクセット。
- 前記固定化組成物が、架橋剤を本質的に欠いている、請求項1に記載のインクセット。
- 前記インク組成物が、前記低温硬化自己架橋樹脂以外の追加の架橋剤を本質的に欠いている、請求項1に記載のインクセット。
- 前記低温硬化自己架橋樹脂以外の追加の架橋剤を本質的に欠いている、請求項1に記載のインクセット。
- 前記インク組成物が、前記低温硬化自己架橋樹脂以外の追加のフィルム形成剤及び/又は結合剤を本質的に欠いている、請求項1に記載のインクセット。
- 前記低温硬化自己架橋樹脂が、90℃〜110℃の範囲の温度で架橋反応を開始する、請求項1に記載のインクセット。
- 前記低温硬化自己架橋樹脂が、酸に接触すると架橋反応を開始する、請求項1に記載のインクセット。
- 前記pH感受性低温硬化自己架橋樹脂が、低TgのpH感受性低温硬化自己架橋樹脂である、請求項1〜8のいずれかに記載のインクセット。
- 前記低TgのpH感受性低温硬化自己架橋樹脂が、自己架橋ペンダント基及び/又は自己架橋末端封止基を有するポリウレタン樹脂である、請求項9に記載のインクセット。
- 前記自己架橋ペンダント基及び/又は前記自己架橋末端封止基が、シラノール基を含む、請求項10に記載のインクセット。
- 前記酸が有機酸である、請求項1〜11のいずれかに記載のインクセット。
- 前記有機酸が、揮発性であり、かつ/又は70℃より高い温度で分解する、請求項12に記載のインクセット。
- 前記酸が、グリコール酸、酢酸、乳酸、リンゴ酸、アスコルビン酸、マレイン酸、及び安息香酸からなる群から選択される、請求項12に記載のインクセット。
- 前記基体が、染色された合成繊維を含む布帛である、請求項1〜14のいずれかに記載のインクセット。
- 前記染色された基体が、移動可能な染料で染色されている、請求項1〜15のいずれかに記載のインクセット。
- 固定化組成物及び少なくとも一種のインク組成物を含むインクセットであって、前記固定化組成物が、低温硬化架橋剤及び水性キャリアを含み、かつ7より低いpHを示すように配合され、前記インク組成物が、分散された顔料及び/又は染料、アルカリ可溶性剤、高酸価フィルム形成剤、及び水性キャリアを含み、インクセットが、染色された基体の上に直接カラー画像をデジタルインクジェット印刷するためのものである、インクセット。
- 前記pHが、6.5より低い、請求項17に記載のインクセット。
- 前記pHが、4〜6.5の範囲である、請求項17に記載のインクセット。
- 前記固定化組成物及び前記インク組成物の各々が、アジリジン及び/又は小分子イソシアネートを実質的に欠いている、請求項17に記載のインクセット。
- 前記低温硬化架橋剤以外の追加の架橋剤を本質的に欠いている、請求項17に記載のインクセット。
- 前記低温硬化架橋剤が、90℃〜110℃の範囲の温度で架橋反応を開始する、請求項17に記載のインクセット。
- 前記低温硬化架橋剤が、100℃より低い温度で架橋反応を進行する、請求項17〜22のいずれかに記載のインクセット。
- 前記低温硬化架橋剤が、カルボジイミド架橋剤である、請求項17〜23のいずれかに記載のインクセット。
- 前記低温硬化架橋剤が、ポリカルボジイミド架橋剤である、請求項24に記載のインクセット。
- 前記固定化組成物が、酸を含む、請求項17に記載のインクセット。
- 前記酸が、有機酸である、請求項26に記載のインクセット。
- 前記有機酸が、揮発性であり、かつ/又は70℃より高い温度で分解する、請求項27に記載のインクセット。
- 前記酸が、グリコール酸、酢酸、乳酸、リンゴ酸、アスコルビン酸、マレイン酸、及び安息香酸からなる群から選択される、請求項27に記載のインクセット。
- 前記水性キャリアが、水混和性有機溶媒を含む、請求項17〜29のいずれかに記載のインクセット。
- 前記水と前記有機溶媒の比が、100:1〜1:1の範囲である、請求項30に記載のインクセット。
- 前記水混和性有機溶媒が、グリコールエーテルである、請求項31に記載のインクセット。
- 前記アルカリ可溶性剤が、前記酸に接触すると凝固することができる、請求項17〜32のいずれかに記載のインクセット。
- 前記アルカリ可溶性剤が、アルカリ可溶性樹脂、アルカリ可溶性ポリマー、アルカリ可溶性分散剤、アルカリ可溶性界面活性剤、アルカリ可溶性凝固剤、及びアルカリ可溶性ゲル化剤からなる群から選択される、請求項33に記載のインクセット。
- 前記アルカリ可溶性剤が、アルカリ可溶性ポリマーである、請求項34に記載のインクセット。
- 前記アルカリ可溶性ポリマーが、アルカリ可溶性アクリルポリマー、アルカリ可溶性コアクリルポリマー、ポリ(スチレン/アクリル酸)ポリマー、乳化ポリウレタン、ポリウレタンポリマー、ポリエーテルポリマー、ポリエステルポリマー、ポリアクリレートポリマー、ポリ塩化ビニルポリマー、ポリ酢酸ビニルポリマー、ポリビニルブチラールポリマー、アミノシリコンポリマー、及びそれらのいずれかの塩、コポリマー、又は組み合わせからなる群から選択される、請求項35に記載のインクセット。
- 前記高酸価フィルム形成剤の酸価が、10mgKOH/グラムより大きい、請求項17〜36のいずれかに記載のインクセット。
- 前記高酸価フィルム形成剤が、複数のカルボキシル基を含む、請求項37に記載のインクセット。
- 前記染色された基体が、染色された合成繊維を含む布帛である、請求項17〜38のいずれかに記載のインクセット。
- 前記染色された基体が、移動可能な染料を含む、請求項39に記載のインクセット。
- 前記移動可能な染料が、120℃より高い温度で移動する、請求項40に記載のインクセット。
- 前記染色された基体が、未処理の染色された基体である、請求項17〜41のいずれかに記載のインクセット。
- 請求項1〜42のいずれかに記載のインクセットを使用して、染色された基体の上に直接カラー画像をデジタルインクジェット印刷するための方法であって、以下のことを含む方法:
基体の少なくとも一部分を前記固定化組成物と接触すること;
前記基体の少なくとも一部分の上に直接前記インク組成物を印刷すること;及び
基体を110±5℃より低い温度に加熱し、それによって架橋反応を開始し、基体の表面の上にフィルムの形の画像を形成すること。 - 前記加熱に続いて、1時間〜1週間の範囲の時間期間、100℃より低い温度で前記基体をその上に印刷されたまま維持し、それによって前記架橋反応の進行を実施することをさらに含む、請求項43に記載の方法。
- 硬化されたフィルムの形の画像を上に印刷された染色された基体であって、画像が、基体の表面の上に請求項1〜42のいずれかに記載のインクセットをインクジェット印刷することによって与えられる、染色された基体。
- 染色された基体が、移動可能な染料で染色され、硬化されたフィルムが、前記移動可能な染料を本質的に欠いている、請求項45に記載の染色された基体。
- 硬化されたフィルムが、前記pH感受性低温硬化自己架橋樹脂又は前記低温硬化架橋剤以外の架橋剤の残留物を本質的に欠いている、請求項45に記載の染色された基体。
- 画像が、請求項43又は44に記載の方法によって与えられる、染色された基体の上に付与された硬化されたフィルムの形の画像。
- 染色された基体が、移動可能な染料で染色され、硬化されたフィルムが、前記移動可能な染料を本質的に欠いている、請求項48に記載の画像。
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