JP2001081680A - インクジェット染色用布帛及びインクジェット染色方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 染料の高い染着を可能とし、均一な染色物を
得ることができ、更には、洗浄工程での未固着染料によ
る汚染が低減できるインクジェット染色用布帛と染色方
法を提供する。 【解決手段】 インクジェット染色における布帛として
芳香族環を有するアニオン性縮合物からなるインク受容
層をもつ布帛を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水性染料からなるイ
ンクで布帛をインクジェット染色する際に、繊維に対す
る染料の高い染着を可能とするインクジェット染色用布
帛とその染色方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、布帛を染色するための工業的
染色の方法として、スクリーン捺染、ローラー捺染、転
写捺染等が行われてきた。これらの方法はデザインパタ
ーンの企画、彫刻もしくは製版、捺染糊の作成、生地の
準備等、一連の各工程が統合して初めて完成する染色技
術である。従って、多様化が進み又高度にファッション
化した今日では多品種少量生産の要求に迅速に対応がで
きず、その適応が難しくなってきつつある。このような
問題を解決するために、今日、色彩画像処理とインクジ
ェット印写技術を組み合わせた新しい技術、即ちインク
ジェット染色が注目され始めている。

【０００３】しかし、主に平滑な表面を有する紙を対象
とした場合と異なり、インクジェット印写の技術を布帛
の染色に適用すると、布帛は紙と異なり素材の種類も非
常に多く、且つ編織された組織の粗さ、凹凸もきわめて
多種多様であり、印写する際、多くの技術的問題が発生
する。その中で特に重要な問題としては、印写後に複雑
な滲み現象が発生し鮮明な図柄を得られない問題が挙げ
られる。

【０００４】その対策として、布帛に対する前処理方法
が開発されている。例えば、特開昭６１−５５２７７号
公報に見られるように、布帛に処理を施し、水溶性高分
子、水溶性塩類、水不溶性無機物から選ばれた非染着性
の物質よりなるインク保持層を形成せしめ、該インク保
持層に吐出インクを吸収せしめ一時的に保持させること
でインクによる滲みを防止する方法がある。この方法を
使って滲みをより的確に防止するには、インク保持層を
厚くし、インク保持能力を高めるか、インク保持能力の
高い保持剤を選択すればよい。ところがインク保持層を
厚くすると布帛の表面から離れたところの保持層のイン
クは、後工程で行われる湿熱処理の際、布帛への染料の
移行が行われにくくなる。結局、最後に行われる洗浄工
程で多量の未染着染料が洗い流されてしまい、染料の利
用効率がきわめて悪くなる。

【０００５】また、特開昭６３−１６８３８２号公報に
は、アルカリ性物質、尿素、非イオン、又はアニオン性
高分子をセルロース系繊維構造物に前処理する方法が開
示されている。しかし、従来の捺染法による捺染物と比
較して浸透が十分でなく深みのある色を出しにくいとい
う問題があった。したがって、布帛に対するインクジェ
ット染色に関して、優れた染着性が得られ、均一な染色
物を得る方法は未だかつて見出されていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の問題点を解決することにあり、特に、染料の高い染着
を可能とし、均一な染色物を得ることができ、更には、
洗浄工程での未固着染料による汚染が低減できるインク
ジェット染色用布帛とその染色方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、布帛のイン
クジェット染色において、染料の高い染着と、均一な染
色物を得るためには、インク受容体が染料構造に近似し
た構造であること、詳しくは芳香環を有するアニオン性
縮合物から成るインク受容体を布帛に付与することが重
要であることを見いだし、本発明に到達した。

【０００８】本発明は第１に、インク受容層を有するイ
ンクジェット染色用布帛において、該インク受容層が芳
香環を有するアニオン性縮合物からなることを特徴とす
るインクジェット染色用布帛である。本発明は第２に、
アニオン性縮合物が、スルフォン基、カルボキシル基、
またはホスフォン基のうちの１つ以上を有することを特
徴とする上記のインクジェット染色用布帛である。本発
明は第３に、アニオン性縮合物の縮合数が１０〜５００
であり、繰り返し単位内に芳香環を有することを特徴と
する上記のインクジェット染色用布帛である。本発明は
第４に、アニオン染料からなるインクを用いてインク受
容層を有する布帛をインクジェット染色する方法におい
て、該インク受容層が芳香環を有するアニオン性縮合物
からなることを特徴とするインクジェット染色方法であ
る。本発明は第５に、アニオン性縮合物がスルフォン
基、カルボキシル基、またはホスフォン基のうちの１つ
以上を有することを特徴とする上記のインクジェット染
色方法である。本発明は第６に、アニオン性縮合物の縮
合数が１０〜５００であり、繰り返し単位内に芳香環を
有することを特徴とする上記のインクジェット染色方法
である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明におけるインク受容層を構成するアニオン
性縮合物は芳香環を有することが必要である。芳香環と
は５員もしくは６員の芳香族炭素環又は複素環であり、
例えばベンゼン、ナフタレン、アントラセンなどの芳香
族類、及びピリジン、ピロールなどの擬芳香族類などが
ある。本発明のアニオン性縮合物は染料構造に近似した
構造を有するため染料との間にファンデルワールス力と
水素結合が働き、その結果、この布帛にインクを付与し
た際、布帛上に形成されたインク受容体がインクから染
料を選択的に取り出すことができ、布帛表面での染料染
着率が上がり濃色の染色物が得られると考えられる。ま
た、アニオン性縮合物と染料間のファンデルワールス力
をより向上させるためには、アニオン性縮合物の構造が
分子内にねじれ構造を持たない平面構造であることが好
ましい。

【００１０】アニオン性縮合物の具体的な例としては、
例えば、ベンジル化フェノールスルフォン酸塩ホルマリ
ン縮合物、チオフェノールスルフォン酸塩ホルマリン縮
合物、チオフェノールメタンスルフォン酸塩ホルマリン
縮合物、ジヒドロキシジフェニルスルフォン酸塩ホルマ
リン縮合物等のフェノール系スルフォン酸塩ホルマリン
縮合物（合成タンニン）、ナフタレンスルフォン酸塩ホ
ルマリン縮合物、アントラキノンスルフォン酸塩ホルマ
リン縮合物、リグニンスルフォン酸塩ホルマリン縮合物
等が挙げられる。また、天然タンニンなども本発明に含
まれる。上記の内、分子内にねじれ構造を持たない平面
構造からなる縮合物であるナフタレンスルフォン酸塩ホ
ルマリン縮合物、およびフェノール系スルフォン酸塩ホ
ルマリン縮合物（合成タンニン）が特に好ましい。

【００１１】本発明におけるアニオン性縮合物は公知の
方法で製造できる。例えば、多環系スルフォン酸塩のホ
ルマリン縮合物の場合、まずはじめに、ベンゼン、ナフ
タレン等の芳香族化合物をスルフォン化剤、例えば濃硫
酸や発煙硫酸等によってスルフォン化してスルフォン化
物を得る。その後、純水で希釈して、炭酸ナトリウムを
徐々に加え中和する。次に、塩化ナトリウムを加えたと
きに析出し目的物を得る。また、カルボキシル化はホス
ゲンあるいはカルバミン酸クロリドによるＦｒｉｅｄｅ
ｌ−Ｃｒａｆｔｓ反応やＫｏｌｂｅ−Ｓｃｈｍｉｔｔ反
応によるフェノール類よりのオキシカルボン酸の合成法
等がある。これらの方法で得られる多環系スルフォン酸
あるいはカルボン酸をホルマリン等で縮合後中和し芳香
環を含むアニオン性縮合物を得る。

【００１２】インク受容体は以上に述べたアニオン性縮
合物によって構成されるが、必要に応じ他の添加剤を併
用してもよい。他の添加物としては、ポリアクリルアミ
ド、カルボキシメチルセルロースソーダ、アルギン酸ソ
ーダ、グアーガム、アクリル酸ソーダ等の水溶性高分子
をインク吸収体として用いる例がある。また、無機物と
して、無定形のシリカゲル、アルミナ、タルク等を併用
することもできる。

【００１３】一方、本発明におけるインクジェット染色
用布帛に対して画像を記録する際にはインクとしてアニ
オン染料を使用することが必要である。その理由は、湿
熱処理時にこのアニオン性縮合物とアニオン染料が、イ
オン的に反発することで、染料がインク受容層から繊維
表面に移動し、更に繊維内部への拡散を助けるためと考
えられる。

【００１４】本発明で用いられるインクを構成するアニ
オン染料としては、酸性染料、反応染料、直接染料、分
散染料等が挙げられる。分散染料は色材自体は非イオン
であるがインク中でアニオン性を示すため本発明ではア
ニオン染料に分類する。

【００１５】酸性染料としては、ベンゼンアゾ系、ピラ
ゾロンアゾ系、アセト酢酸アニリドアゾ系、ナフタレン
誘導体アゾ系、ｊ酸アゾ系、γ酸アゾ系、Ｈ酸アゾ系、
Ｋ酸アゾ系、アントラキノン系、キニザリン系、金属錯
塩型等が挙げられる。これらは主に、水溶性基としての
スルフォン酸塩等のアニオン性基を介して繊維とイオン
結合する。

【００１６】反応染料としては、アゾ系、含金属アゾ
系、アントラキノン系、フタロシアニン系、ホルマザリ
ン系、オキサジン系が挙げられる。また、反応染料の繊
維に対する染着機構のうち繊維の非結晶部への内部拡散
機構はその他の染料と同じである。しかし、反応染料
は、ビニルスルフォン型、ジクロロトリアジン型、モノ
クロロトリアジン型、モノフロロトリアジン型、ビニル
スルフォン＋モノクロロトリアジン型等の反応基を、染
料構造内に含んでおり、反応基を介して繊維と共有結合
し定着する。

【００１７】直接染料としてはジアミノジフェニルアミ
ンアゾ系、スチルベンゾアゾ系、ジｊ酸アゾ系、ポリア
ゾ系、ベンジジン系、トリジン系、ジアニシジンアゾ系
等が挙げられる。アニオン性染料のなかで比較的分子量
が大きくセルロースに対して親和力のある染料である。

【００１８】分散染料としては、アゾ系、ベンゼンアゾ
系、ジスアゾ系、アントラキノン系、クマリン系、キノ
リン系、ニトロ系等がある。分散染料は水に対して不溶
性で、アセテート、ポリエステル繊維に対して親和性の
ある染料である。分散染料も、染着機構としては染料の
繊維に対する内部拡散機構はその他の染料と同じであ
る。

【００１９】本発明における縮合物のアニオン性基とし
ては、カルボキシル基、スルフォン基、又は、ホスフォ
ン基が好ましい。スルフォン基は親水性が最も高くアニ
オン性基の中で特に好ましい。これらアニオン性基が好
ましい理由としては、前記の湿熱処理時におけるインク
受容体のアニオン性縮合物とアニオン染料との間のイオ
ン的反発のほかに、アニオン性縮合物が染料のもつ水溶
性基と同等またはそれ以上の親水性をもつ水溶性基を持
つことで、インク受容層が湿熱処理時に繊維表面にある
水に対して溶けやすくなり、繊維内部に拡散しやすい染
料の方が繊維内部に押し出されるからと考えられる。よ
って、染料の繊維への内部拡散を手助けし、更に染着を
阻害しないインク受容体として機能し、結果染料の繊維
に対する染着性が上がる。なお本発明において、スルフ
ォン基とは、スルフォン酸及びスルフォン酸塩からなる
官能基のことをいい、スルフォン酸塩としては、ナトリ
ウム、カリウム等のアルカリ金属塩が挙げられる。カル
ボキシル基、ホスフォン基についても、同様である。

【００２０】次に、染料が繊維に染着する上で好ましい
更なる態様について説明する。一般的に、染着工程の湿
熱処理では蒸気（水と熱）によって染料がインク受容層
内を拡散して、そのあとインク受容層から繊維表面に移
動し、更に繊維表面に吸着する。そして、染料が繊維表
面に到達したら、蒸気によって繊維非結晶部が膨潤する
ことで発生する空孔に染料が内部拡散し、染料が繊維に
染着する。湿熱処理時の各繊維の空孔の大きさは、ウー
ルの場合は約４０Å、セルロースの場合は約３０Å、ナ
イロンの場合は約２０Å、アセテートの場合は約１０
Å、ポリエステルの場合は１０Å以下である。

【００２１】以上のことから、インク受容体が染料と繊
維の染着を阻害しないために、この空孔よりも大きい構
造を持ち、アニオン性縮合物が繊維内部に拡散しないも
のであることが好ましい。即ち、縮合物の大きさは４０
Å以上、であることが好ましい。具体的には、例えばベ
ンゼンの分子直径は約２．７Å、炭素−炭素の単結合距
離は、１．５４Åであるので、少なくとも芳香環が１０
以上縮合されているのが好ましい。但し、縮合数が５０
０以上であるとインク受容層の被膜が強靱になり湿熱処
理による固着工程で染料が繊維に固着するのを阻害する
ため５００以下であるのが好ましい。更に好ましくは、
縮合数が２０〜２００であるのが好ましい。また、特に
好ましくは縮合数が２０〜１１０であるのが好ましい。
なお、縮合数は、ゲル濾過クロマトグラフィ（ＧＦ
Ｃ）、ゲル浸透クロマトグラフィ（ＧＰＣ）等の分析機
器にて分子量を測定し、縮合単位モノマーの分子量で割
ることにより、求めることができる。尚、芳香環は側鎖
にあってもよいが、繰り返し単位内にあることが好まし
い。

【００２２】本発明における布帛としては、織物、編
物、不織布、または人工皮革等が挙げられる。布帛の素
材は特に限定されるものではなく、アニオン染料に染着
性を有するものであれば特に限定されない。例えば、合
成ポリアミド、絹、ウール、ポリエステル、セルロース
系繊維等が挙げられるが、本発明の効果が得られるのは
特にポリアミド繊維である。なお、本発明では、インク
ジェット方式として知られている、荷電変調方式、マイ
クロドット方式、帯電噴射制御方式、インクミスト方式
などの連続方式、ステメ方式（２液室型）、パルスジェ
ット方式（１液室型）、バブルジェット方式、静電吸引
方式などのオンデマンド方式などいずれも採用可能であ
る。

【００２３】

【実施例】ナイロン織物（タッサー）の精練布帛をテス
ト布として用いた。下記（処方１）〜（処方４）により
調製された処理液を使ってテスト布をパッド処理し、イ
ンク受容層を形成した。ここでパッド処理法とは布帛全
体を保持浴中で被覆し、マングル圧で絞ることによりピ
ックアップ率を変更できるものである。通常、マングル
圧を低くすると絞りが甘くなり、ピックアップ率が向上
して、結果的に保持層の厚みが増す。尚、パッド後のピ
ックアップ率は、５５％であった。そのあと、１００
℃、１０ｍ／ｓｅｃの熱風で均一に２分間乾燥し、イン
クジェット染色用布帛を得た。

【００２４】 〔実施例１〕 （処方１） リポトールＢ１２ 〈日華化学〉 ２部 ナフタレンスルフォン酸塩ホルマリン 縮合物 （インク受容剤） 縮合数；１２ 硫酸アンモニウム 〈日産化学〉 ５部 （ｐＨ調整剤） ＭＳリキッド 〈明成化学〉 ３部 メタニトロベンゼン スルフォン酸ソーダ （還元防止剤） 水 ９０部 計 １００部

【００２５】 〔実施例２〕 （処方２） ディマフィックスESB 〈明成化学〉 ２部 フェノール系スルフォン 酸塩ホルマリン 縮合物 （インク受容剤） 縮合数；６０ 硫酸アンモニウム 〈日産化学〉 ５部 （ｐＨ調整剤） ＭＳリキッド 〈明成化学〉 ３部 メタニトロベンゼン スルフォン酸ソーダ （還元防止剤） 水 ９０部 計 １００部

【００２６】 〔比較例１〕 （処方３） キミツアルギンＩ−３Ｇ〈君津化学〉 ２部 アルギン酸ソーダ （インク受容剤） 硫酸アンモニウム 〈日産化学〉 ５部 （ｐＨ調整剤） ＭＳリキッド 〈明成化学〉 ３部 メタニトロベンゼン スルフォン酸ソーダ （還元防止剤） 水 ９０部 計 １００部

【００２７】 〔比較例２〕 （処方４） マーポローズＭＥ−４００Ｇ〈松本油脂〉 ２部 メチルセルロース （インク受容剤） 硫酸アンモニウム 〈日産化学〉 ５部 （ｐＨ調整剤） ＭＳリキッド 〈明成化学〉 ３部 メタニトロベンゼン スルフォン酸ソーダ （還元防止剤） 水 ９０部 計 １００部

【００２８】ついで、下記のインク処方及び印写方式に
より下記の（ａ）、（ｂ）の図柄を印写した。 （インク処方） Kayasion Blue P-3R〈日本化薬〉 ５部 エチレングリコール ３部 イオン交換水 残部 計 １００部

【００２９】（インクジェット印写方式）オンデマンド
方式シリアル走査型印写装置を使用した。（ノズル径１
００μｍ、駆動電圧１００Ｖ、周波数５ＫＨｚ、解像度
３６０ｄｐｉ、４×４マトリックス）

【００３０】（評価画像） （ａ）５０×５０ｍｍの正方形 （ｂ）幅０．５ｍｍ、長さ５０ｍｍの経緯方向の細線に
よる十字型

【００３１】（後工程）インクジェット印写された布帛
を１０８℃で１０分間湿熱処理し、その後常法による洗
浄工程及び乾燥工程を通した。

【００３２】（評価方法） （１）滲み ○：評価画像で細線のニジミが０．５ｍｍ以下である △：評価画像で細線のニジミが０．５ｍｍ〜１ｍｍであ
る ×：評価画像で細線のニジミが１ｍｍ以上である （２）均染性 ◎：極めて良好 ○：良好 △：やや不良 ×：染色ムラ有り （３）表面濃度 上記インクにより無地染色した部分を、反射濃度計（マ
クベス分光光度計Ｍ−２０２０）を使用してＬ値を測色
した。数字が小さいほど高濃度である。

【００３３】結果を表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【発明の効果】本発明のインクジェット染色用布帛は、
アニオン性染料からなるインクでインクジェット染色す
る場合に、染料の高い染着を可能とし、均一な染色物を
得ることができる。また、インク受容剤が高い水溶性を
示すため、洗浄工程での除去が良好で、洗浄での未固着
染料における汚染が低減できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大林 直博 福井県福井市毛矢１丁目10番１号 セーレ ン株式会社内 Ｆターム(参考） 4H057 AA01 AA02 BA02 CA03 CA37 CA38 CB08 CB21 DA01 DA02 DA34 GA06 4L048 AA24 AA42 AA56 AC07 CA00 DA00 EB00

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク受容層を有するインクジェット染
   色用布帛において、該インク受容層が芳香環を有するア
   ニオン性縮合物からなることを特徴とするインクジェッ
   ト染色用布帛。
2. 【請求項２】 アニオン性縮合物が、スルフォン基、カ
   ルボキシル基、またはホスフォン基のうちの１つ以上を
   有することを特徴とする請求項１記載のインクジェット
   染色用布帛。
3. 【請求項３】 アニオン性縮合物の縮合数が１０〜５０
   ０であり、繰り返し単位内に芳香環を有することを特徴
   とする請求項１または２記載のインクジェット染色用布
   帛。
4. 【請求項４】 アニオン染料からなるインクを用いてイ
   ンク受容層を有する布帛をインクジェット染色する方法
   において、該インク受容層が芳香環を有するアニオン性
   縮合物からなることを特徴とするインクジェット染色方
   法。
5. 【請求項５】 アニオン性縮合物がスルフォン基、カル
   ボキシル基、またはホスフォン基のうちの１つ以上を有
   することを特徴とする請求項４記載のインクジェット染
   色方法。
6. 【請求項６】 アニオン性縮合物の縮合数が１０〜５０
   ０であり、繰り返し単位内に芳香環を有することを特徴
   とする請求項４または５記載のインクジェット染色方
   法。