JP6786879B2 - 水系インクおよびインクジェット捺染方法 - Google Patents
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[1]水と、クマリン骨格を有する蛍光染料とを含有するインクジェット捺染用の水系インクであって、カルシウムイオンの濃度または鉄(II)イオンの濃度が7ppm以上150ppm以下であることを特徴とする、水系インク。
[2]カルシウムイオンおよび鉄(II)イオンの合計の濃度が7ppm以上150ppm以下であることを特徴とする、[1]に記載の水系インク。
[3]前記蛍光染料は、酸性染料であることを特徴とする、[1]または[2]に記載の水系インク。
[4]前記蛍光染料は、C.I.Acid Yellow 184であることを特徴とする、[1]〜[3]のいずれかに記載の水系インク。
[5]pHは6.5以上7.5以下である、[1]〜[4]のいずれかに記載の水系インク。
[6]インクの全質量に対して10質量%以上の、誘電率が33以下の有機溶剤を含有する、[1]〜[5]のいずれかに記載の水系インク。
[7][1]〜[6]のいずれかに記載の水系インクで布帛に画像を形成することを特徴とする、インクジェット捺染方法。
本発明に係るインクジェット捺染用水系インク(以下、単に「本発明のインク」ともいう。)は、水と、クマリン骨格を有する蛍光染料とを含有し、カルシウムイオン濃度または鉄(II)イオンの濃度が7ppm以上150ppm以下である水系インクである。本発明のインクは、さらに、水溶性有機溶剤および防腐剤または防黴剤を含むその他の成分を含有してもよい。
クマリン骨格を有する蛍光染料は、クマリン骨格および酸性基を有する染料であって、光(電磁波)の照射によって蛍光を発する染料である。
本発明のインクのカルシウムイオン濃度または鉄(II)イオン濃度は、7ppm以上150ppm以下である。上記カルシウムイオン濃度または鉄(II)イオン濃度が7ppm以上であると、精製にかかるコストが過剰に高くならず、実用的である。上記カルシウムイオン濃度または鉄(II)イオン濃度が150ppm以下であると、インク保存中の上記キレート形成を抑制してインクの射出安定性の低下を抑制することができる。
本発明のインクは、本発明の効果が奏される範囲において、水溶性有機溶剤、防腐剤もしくは防黴剤、または界面活性剤を含有してもよい。これらの成分は、本発明のインク中に、1種のみが含有されていてもよく、2種以上が含有されていてもよい。
水溶性有機溶剤の例には、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノールおよびt−ブタノールを含むアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、式(4)で表される化合物その他のグリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール、1,2−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオールおよび1,2−ヘプタンジオールを含む多価アルコール、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モルホリン、N−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミンおよびテトラメチルプロピレンジアミンを含むアミン、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミドおよびN,N−ジメチルアセトアミドを含むアミド、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、2−オキサゾリドンおよび1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンを含む複素環化合物、ジメチルスルホキシドを含むスルホキシド、ならびにジエチレングリコールのアルキルエーテル、トリエチレングリコールのアルキルエーテルおよびジプロピレングリコールのアルキルエーテルを含むグリコールエーテルが含まれる。
防腐剤または防黴剤の例には、芳香族ハロゲン化合物、メチレンジチオシアナート、含ハロゲン窒素硫黄化合物、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン(たとえばロンザ社製、プロキセルGXL(「プロキセル」はアーチ ユーケイ バイオサイズ リミテッド社の登録商標))が含まれる。
界面活性剤の例には、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類および脂肪酸塩類を含むアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類およびポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類を含むノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類および第四級アンモニウム塩類を含むカチオン性界面活性剤、ならびにシリコーン系やフッ素系の界面活性剤が含まれる。
保存後のインクの射出安定性をより低下しにくくする観点からは、本発明のインクのpHは、6.5以上7.5以下であることが好ましい。本発明のインクのpHが上記範囲であると、おそらくは上記クマリンの加水分解がさほど促進されないため、保存後のインクの射出安定性がより低下しにくくなると考えられる。
本発明のインクは、(1)前記蛍光染料および水、ならびに任意に含有される前記その他の成分を公知の方法で混合する工程、および(2)インクのカルシウムイオン濃度または鉄(II)イオンの濃度を調整する工程、を含む方法によって調製することができる。
本発明のインクジェット捺染方法は、上記したインクで布帛に画像を形成することを特徴とするインクジェット捺染方法である。本発明のインクジェット捺染方法は、前述した本発明のインクをインクジェット捺染インクとする以外は、公知のインクジェット捺染方法と同様に行い得る。
画像形成工程は、本発明のインクジェットインクの液滴を記録ヘッドから布帛に向けて吐出して、発色前の画像を形成する工程である。たとえば、複数の記録ヘッドを搭載するヘッドキャリッジに対して布帛を相対移動させながら、インクの液滴を記録ヘッドから吐出して、布帛に着弾させることで、発色前の画像を形成することができる。なお、本発明のインクを含む複数の色のインクを用いて画像を形成する場合、各色のインク液滴は、別々に吐出しても、同時に吐出してもよい。発色前画像の滲みを抑制する観点から、必要に応じて布帛を加熱して本工程を行ってもよい。
発色工程は、発色前の画像が形成された布帛に高温の蒸気を付与して、前記蛍光染料を布帛の繊維に定着させる工程である。発色工程によって、インク本来の色相が発現する。前記蛍光染料を布帛の繊維に定着させる方法の例には、スチーミング法、HTスチーミング法、HPスチーミング法、サーモフィクス法、アルカリパッドスチーム法、アルカリブロッチスチーム法、アルカリショック法、およびアルカリコールドフィックス法が含まれる。HTスチーマーで高温の蒸気を当てる場合は160℃以上180℃以下で5分以上20分以下の間処理されることが好ましく、HPスチーマーで高圧の蒸気の当てる場合は130℃以上140℃以下で約30分間処理されることが好ましい。
洗浄工程は、前記発色工程後に布帛を洗浄して、布帛の繊維に定着できなかった前記蛍光染料および前処理剤を除去する工程である。本工程は、前記蛍光染料および前処理剤を除去することができればよく、水で前記布帛を洗浄してもよいし、ソーピング液で前記布帛を洗浄してもよい。ソーピング液の例には、苛性ソーダ、界面活性剤およびハイドロサルファイトの混合液が含まれる。
本発明の方法は、布帛上でのインクの滲みを防止して鮮明な画像を得るために、画像形成工程の前に前処理工程を設けて、糊剤としての水溶性高分子を含有する前処理剤を布帛に予め付与してもよい。前処理剤を付与する方法の例には、パッド法、コーティング法およびスプレー法が含まれる。前処理剤の付与量(絞り率)は、布帛の種類やその用途にもよるが、布帛の全質量に対して例えば0.2質量%以上90質量%以下としうる。
乾燥工程は、前記洗浄された布帛を乾燥させる工程である。乾燥方法の例には、洗浄された布帛を絞るかまたは干すことによる非機械的乾燥、および乾燥機(ヒートロールまたはアイロン)による機械的乾燥が含まれる。
布帛は、本発明のインクで捺染可能であれば限定されないが、木綿、麻、羊毛、絹、ビスコスレーヨン、キュプラレーヨン、ポリノジック、ビニロン、ナイロン、アクリル、ポリウレタン、レーヨンポリウレタン、ポリエステルおよびアセテートを含む繊維を含むものであることが好ましい。前記蛍光染料を良好に発色させる観点からは、布帛は羊毛、絹またはナイロン系の繊維で構成される部分を含み、この部分に画像を形成することが好ましい。前記蛍光染料の定着性をより高める観点からは、繊維の半径は10d以上100d以下であることが好ましい。
前記画像形成工程は、従来公知のインクジェット捺染装置に本発明のインクを搭載することによって実施することができる。
1.インクの調製
クマリン骨格を有する蛍光染料として、C.I.Acid Yellow 184を用意した。5質量%の上記染料と、20質量%のエチレングリコールと、10質量%のプロピレングリコールと、10質量%のグリセリンと、0.02質量%の防黴剤(ロンザ社製、プロキセルGXL)と、残部のイオン交換水とを、合計が100質量%となるように配合して混合し、撹拌して均一に混合した後、1μmメッシュのフィルターでろ過して、イエローインクを得た。なお、それぞれのインクには、pH添加剤を加えてpHを7に調整した。
上記イエローインクにキレート樹脂(三菱化学株式会社製、ダイヤイオン CR−11)を添加して、下記方法で測定されるカルシウムイオン濃度が200ppm、100ppm、20ppm、10ppm、または5ppmであるイエローインク1〜イエローインク5をそれぞれ得た。
イエローインク1〜イエローインク6のカルシウムイオン濃度を、イオンクロマトグラフィーで測定した。
(イオンクロマトグラフィーの条件)
装置:ダイオネクス製 DX−500 イオンクロマトグラフ
カラム:ダイオネクス製 IonPac AS11(4×250mm)
上記イエローインクにキレート樹脂(三菱化学株式会社製、ダイヤイオン CR−11)を添加して、上記カルシウムイオン濃度の測定方法と同様の方法で測定される鉄(II)イオン濃度が200ppm、100ppm、20ppm、10ppm、または5ppmであるイエローインク7〜イエローインク11をそれぞれ得た。
4−1.保存前の射出安定性
インクジェットプリンタNassenger−V(コニカミノルタ株式会社製、「Nassenger」はコニカミノルタIJ株式会社 の登録商標)にイエローインク1〜イエローインク12をそれぞれ装填し、全ノズルから連続60分間射出し、その後60分間休止した。この作業を1日に12回繰り返して行い、12回の射出の後に、上記インクジェットプリンタにクリーニング操作を行わせた。前記出射およびクリーニングを連続して7日間行った。
◎: ノズル面がきれいでノズル欠は発生していない
○: ノズル面にわずかに付着物がみられるがノズル欠は発生していない
△: 1個以上5個未満のノズル欠が発生している
×: 5個以上のノズル欠が発生している
イエローインク1〜イエローインク12と、イエローインク1〜イエローインク12を60℃で1ヶ月保存したものとを用いて、上記インクジェットプリンタにて、それぞれ、540dpi×720dpi、100% Dutyの印字率で、前処理を施したナイロン繊維に15cm×15cmの矩形の画像を形成した。
○: 上記算出された値が90以上95未満である
△: 上記算出された値が80以上90未満である
×: 上記算出された値が70以上80未満である
××:上記算出された値が70未満である
上記精製を行うために用いたキレート樹脂の量をもとに、下記の基準でイエローインク1〜イエローインク12の精製コストを評価した。
○:キレート樹脂による多価イオン除去工程は不要だった
△:染料のおよそ半量のキレート樹脂を使用した
×:染料と同量のキレート樹脂を使用した
実施例1のpH調整において、pHが7以下の場合には、クエン酸/クエン酸3ナトリウムを用いて、pHが7以上の場合は、炭酸水素ナトリウム/塩酸を用いて、pHを表3に記載の数値にした以外はイエローインク2と同様にして、イエローインク13〜イエローインク19を作成した。
実施例1のイエローインクの調製において、使用する有機溶剤のうちプロピレングリコールをジエチレングリコールに変更した以外はイエローインク2と同様にして、イエローインク20を調製した。同様に、プロピレングリコールをトリエチレングリコールに変更した以外はイエローインク2と同様にして、イエローインク21を調製した。同様に、プロピレングリコールを用いず、エチレングリコールの量を30質量%に変更した以外はイエローインク2と同様にして、イエローインク22を調製した。
2 搬送機構
5 ヘッドキャリッジ
6 温風機構
6A ファン
6B 発熱体
7 インクタンク
8 蒸気機構
21 粘着性ベルト
22 サポートローラ
23 搬送ローラ
24 ニップローラ
Claims (5)
- 水と、クマリン骨格を有する蛍光染料とを含有するインクジェット捺染用の水系インクであって、
前記蛍光染料は、C.I.Acid Yellow 184であり、
カルシウムイオンの濃度または鉄(II)イオンの濃度が7ppm以上20ppm以下であることを特徴とする、水系インク。 - カルシウムイオンおよび鉄(II)イオンの合計の濃度が7ppm以上20ppm以下であることを特徴とする、請求項1に記載の水系インク。
- pHは6.5以上7.5以下である、請求項1または2に記載の水系インク
- インクの全質量に対して10質量%以上の、誘電率が33以下の有機溶剤を含有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の水系インク。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の水系インクで布帛に画像を形成することを特徴とする、インクジェット捺染方法。
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