JP2007246793A - インクジェット捺染用インクおよびインクジェット捺染用記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
出射性、特に経時保存した時の出射性に優れるインクジェット捺染用インクおよびインクジェット捺染用記録方法の提供。
【解決手段】
少なくとも水、水溶性染料、水溶性有機溶媒を含有し、活性炭を１〜１００ｐｐｂ含有し、プリント工程以降の工程に洗浄工程を有することを特徴とするインクジェット捺染用インクであって、水溶性染料がアゾ染料であって駆動周波数が１０ｋＨｚ〜２０１０ｋＨｚのプリントヘッドを用いて印字し、記録する。
【選択図】なし

Description

本発明は、インクジェット捺染用インクおよびにインクジェット捺染用記録方法に関するものであり、特に、経時保存後の出射性に優れる捺染用に用いるインクジェットインクおよびにインクジェット捺染用記録方法に関する。

近年、捺染の分野において、納期短縮、少量多品種生産対応として、製版工程が必要ないインクジェット捺染方式が望まれている。インクジェット捺染方式では、インクを長期間にわたって保存、使用する場合が多く、その保存安定性を高めることが重要である。また、同時に出射安定性も重要であり、インクジェット用インクにおいては、不純物が様々な不具合を生じさせることは、良く知られており、例えば、不純物が多いために濾過性が悪化したり、連続出射時に曲がりが生じたり、欠が発生したりなど、出射性が悪化する場合がある。

このために従来より、染料を精製することが知られている。例えば、多価金属塩を除去するために染料を精製して使用することが記載されている（例えば、特許文献１、２を参照）。また、残留する塩素イオンや硫酸物イオンの量をおさえることが記載されている（例えば、特許文献３を参照）。更に、経時での安定性、濾過性を改良するために非水溶性鉄分を除去する報告がなされている（例えば、特許文献４を参照）。また、活性炭を用いた染料精製の例として、いくつかの記載がある（例えば、特許文献５、６を参照）。

これらの報告によれば、製造時に不純物を除去するという観点で発明がなされている。

しかしながら、インクジェット用インクは製造から流通を経て消費されるまでに長期間保存することが求められ、その間に発生する分解物、例えば染料分解物が引き起こす様々な問題に対しては、充分な効果を発揮するものではなかった。
特開平５−５０５３号公報 特開平２００４−２９５４７２号公報 特開平０５−１８６７２７号公報 特開平７−７０４８９号公報 特開平１１−１９４０４号公報 特開２００５−２９６１０号公報

本発明は、この様な事態に鑑み、本発明の目的は出射性、特に経時保存した時の出射性に優れるインクジェット捺染用インク及びインクジェット捺染用記録方法を提供することにある。

本発明の目的は以下の構成により達成される。

１．少なくとも水、水溶性染料、水溶性有機溶媒を含有し、活性炭を１〜１００ｐｐｂ含有し、プリント工程以降の工程に洗浄工程を有することを特徴とするインクジェット捺染用インク。

２．水溶性染料がアゾ染料であることを特徴とする前記１に記載のインクジェット捺染用インク。

３．駆動周波数が１０ｋＨｚ〜２０ｋＨｚのプリントヘッドを用いて印字し、前記１又は２に記載のインクジェット捺染用インクを用いて記録することを特徴とするインクジェット捺染用記録方法。

即ち、本発明者らは鋭意検討の結果、出射性、特に経時保存後の出射性に優れるインクジェット捺染インクを見い出した。

以下にその内容を説明する。

本発明者らは製造時に充分染料精製を施しても、経時保存による分解物、例えば染料や界面活性剤の分解物により、連続出射時に飛行曲がりが発生するなどの出射性が損なわれる現象を着きとめた。これらの現象は、特に染料の分解による発生すると思われる分解物が、例えばインクジェットヘッドのプレート面をぬらすことで液滴の飛行を妨げていると推定している。

本発明者らはこの現象に対し、少量の活性炭をインク中に添加することで、問題解決をできることを見い出した。

即ち、少量の活性炭が、経時保存により発生した分解物、特にアゾ染料から発生する分解物を吸着しているものと推定している。

しかしながら、活性炭は黒色であるために、色彩度を低下させるが、プリント工程以降の工程に置ける洗浄工程において、活性炭を除去することで解決できる。

また、活性炭を多量に含有する場合、別のメカニズムにより出射性を損なう現象が見られる。活性炭が多く残留する場合、特に駆動周波数が高いヘッドを用いて出射した場合に、長時間出射を続けると全ノズルがほぼ同時に出射に無くなる現象が見られる。
この様に本発明者らは、適度な活性炭を添加する事により、インクの出射性、経時保存後の出射性に優れた効果を発揮することを見い出した。

本発明によるインクジェット捺染インク及びインクジェット捺染用記録方法は、出射性、特に経時保存した時の出射性に優れた効果を有する。

本発明における活性炭は、吸着性の強い、大部分が炭素質の炭をさし、末状，顆粒状またはペレット状の無定形炭素であり、無数の微細孔を有するので単位容積当たり，非常に大きな表面積をもつ特徴を有する。本発明に於いては、様々な活性炭を使用することが可能であり、溶剤回収用活性炭、自動車キャニスター用活性炭、水処理用活性炭、薬液脱色用活性炭などを使用することができる。また、形状は粉末状が好ましく、製法としては水蒸気炭が好ましい。

本発明における活性炭の量は１〜１００ｐｐｂである。

本発明における着色剤としては、例えば、反応性染料、酸性染料、直接染料などの水溶性染料を挙げることができる。本発明においては、いずれの着色剤においても使用できるが、布帛が綿、絹等の素材の場合は反応性染料及び水性媒体から構成されるインクが好ましく用いられ、ナイロン、羊毛、絹、レーヨン等の素材の場合は酸性染料、直接染料等と水性媒体から構成されるインクが好ましく用いられる。又、布帛がポリエステル素材の場合は分散性染料と水性媒体から構成されるインクが好ましく用いられる。

本発明に好ましい酸性染料の具体的化合物を以下に示す。ただし、これらに例示した化合物に限定されるものではない。

本発明に好ましい酸性染料は、
Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ１，３，６、１１，１７，１８，１９，２３，２５，３６，３８，４０，４０：１，４２，４４，４９，５９，５９：１，６１，６５，６７，７２，７３，７９，９９，１０４，１５９，１６９，１７６，１８４，１９３，２００，２０４，２０７，２１５，２１９２１９：１，２２０，２３０，２３２，２３５，２４１，２４２，２４６、
Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｏｒａｎｇｅ３，７，８，１０，１９，２２，２４，５１，５１Ｓ，５６，６７，７４，８０，８６，８７，８８，８９，９４，９５，１０７，１０８，１１６，１２２，１２７，１４０，１４２，１４４，１４９，１５２，１５６，１６２，１６６，１６８、
Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｒｅｄ１，６，８，９，１３，１８，２７，３５，３７，５２，５４，５７，７３，８２，８８，９７，９７：１，１０６，１１１，１１４，１１８，１１９，１２７，１３１，１３８，１４３，１４５，１５１，１８３，１９５，１９８，２１１，２１５，２１７，２２５，２２６，２４９，２５１，２５４，２５６，２５７，２６０，２６１，２６５，２６６，２７４，２７６，２７７，２８９，２９６，２９９，３１５，３１８，３３６，３３７，３５７，３５９，３６１，３６２，３６４，３６６，３９９，４０７，４１５、
Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｖｉｏｒｅｔ １７，１９，２１，４２，４３，４７，４８，４９，５４，６６，７８，９０，９７，１０２，１０９，１２６、
Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ１，７，９，１５，２３，２５，４０，６１：１，６２，７２，７４，８０，８３，９０，９２，１０３，１０４，１１２，１１３，１１４，１２０，１２７，１２７：１，１２８，１２９，１３８，１４０，１４２，１５６，１５８，１７１，１８２，１８５，１９３，１９９，２０１，２０３，２０４，２０５，２０７，２０９，２２０，２２１，２２４，２２５，２２９，２３０，２３９，２５８，２６０，２６４，２７７：１，２７８，２７９，２８０，２８４，２９０，２９６，２９８，３００，３１７，３２４，３３３，３３５，３３８，３４２，３５０、
Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｇｒｅｅｎ９，１２，１６，１９，２０，２５，２７，２８，４０，４３，５６，７３，８１，８４，１０４，１０８，１０９、
Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｂｒｏｗｎ２，４，１３，１４，１９，２８，４４，１２３，２２４，２２６，２２７，２４８，２８２，２８３，２８９，２９４，２９７，２９８，３０１，３５５，３５７，４１３、
Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｂｌａｃｋ１，２，３，２４，２４：１，２６，３１，５０，５２，５２：１，５８，６０，６３，６３Ｓ，１０７，１０９，１１２，１１９，１３２，１４０，１５５，１７２，１８７，１８８，１９４，２０７，２２２
本発明に好ましい反応性染料の具体的化合物を以下に示す。ただし、これらに例示した化合物に限定されるものではない。

Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｙｅｌｌｏｗ２，３，７，１５，１７，１８，２２，２３，２４，２５，２７，３７，３９，４
２，５７，６９，７６，８１，８４，８５，８６，８７，９２，９５，１０２，１０５，１１１，１２５，１３５，１３６，１３７，１４２，１４３，１４５，１５１，１６０，１６１，１６５，１６７，１６８，１７５，１７６、
Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｏｒａｎｇｅ１，４，５，７，１１，１２，１３，１５，１６，２０，３０，３５，５６，６４，６７，６９，７０，７２，７４，８２，８４，８６，８７，９１，９２，９３，９５，１０７、
Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｒｅｄ２，３，３：１，５，８，１１，２１，２２，２３，２４，２８，２９，３１，３３，３５，４３，４５，４９，５５，５６，５８，６５，６６，７８，８３，８４，１０６，１１１，１１２，１１３，１１４，１１６，１２０，１２３，１２４，１２８，１３０，１３６，１４１，１４７，１５８，１５９，１７１，１７４，１８０，１８３，１８４，１８７，１９０，１９３，１９４，１９５，１９８，２１８，２２０，２２２，２２３，２２６，２２８，２３５、
Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｖｉｏｌｅｔ１，２，４，５，６，２２，２３，３３，３６，３８、
Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｂｌｕｅ２，３，４，７，１３，１４，１５，１９，２１，２５，２７，２８，２９，３８，３９，４１，４９，５０，５２，６３，６９，７１，７２，７７，７９，８９，１０４，１０９，１１２，１１３，１１４，１１６，１１９，１２０，１２２，１３７，１４０，１４３，１４７，１６０，１６１，１６２，１６３，１６８，１７１，１７６，１８２，１８４，１９１，１９４，１９５，１９８，２０３，２０４，２０７，２０９，２１１，２１４，２２０，２２１，２２２，２３１，２３５，２３６、
Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｇｒｅｅｎ８，１２，１５，１９，２１、
Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｂｒｏｗｎ２，７，９，１０，１１，１７，１８，１９，２１，２３，３１，３７，４３，４
６、
Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｂｌａｃｋ５，８，１３，１４，３１，３４，３９等が挙げられる。

本発明に好ましい直接染料の具体的化合物を以下に示す。ただし、これらに例示した化合物に限定されるものではない。

Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ８，９，１０，１１，１２，２２，２７，２８，３９，４４，５０，５８，８６，８７，９８，１０５，１０６，１３０，１３７，１４２，１４７，１５３、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｒａｎｇｅ６，２６，２７，３４，３９，４０，４６，１０２，１０５，１０７，１１８、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｒｅｄ２，４，９，２３，２４，３１，５４，６２，６９，７９，８０，８１，８３，８４，８９，９５，
２１２，２２４，２２５，２２６，２２７，２３９，２４２，２４３，２５４
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｖｉｏｌｅｔ９，３５，５１，６６，９４，９５
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ１，１５，７１，７６，７７，７８，８０，８６，８７，９０，９８，１０６，１０８，１６０，
１６８，１８９，１９２，１９３，１９９，２００，２０１，２０２，２０３，２１８，２２５，２２９，２３７，２４４，２４８，２５１，２７０，２７３，２７４，２９０，２９１
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｇｒｅｅｎ２６，２８，５９，８０，８５、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｒｏｗｎ４４，４４：１，１０６，１１５，１９５，２０９，２１０，２１２：１，２２２，２２
３、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌａｃｋ１７，１９，２２，３２，５１，６２，１０８，１１２，１１３，１１７，１１８，１３２，１４６，１５４，１５９，１６９、
本発明の水溶性有機溶媒としては、例えば、多価アルコール類（例えば、エチレングリコール、グリセリン、２−エチル−２−（ヒドロキシメチル）−１，３−プロパンジオール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、１，２，４−ブタントリオール、ジ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、ブチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，２−ペンタンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール等）、アミン類（例えば、エタノールアミン、２−（ジメチルアミノ）エタノール等）、一価アルコール類（例えばメタノール、エタノール、ブタノール等）、多価アルコールのアルキルエーテル類（例えば、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等）、２，２‘−チオジエタノール、アミド類（例えばＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等）、複素環類（２−ピロリドン等）、アセトニトリル等が挙げられる。水溶性有機溶媒量としては全インク質量に対して１０〜６０質量％が好ましい。

本発明における布帛は特に限定されるものではなく、綿、絹、羊毛、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、アクリル系繊維等種々の繊維素材が挙げられ、又、これらの混紡、交織物、不織布等のものであってもよい。

本発明の捺染方法においては、均一な染色物を得るために布帛に付着した不純物や汚れの除去を行なう事が好ましい（精練工程）。

また、にじみ防止効果のため、前処理剤をパッド法、コーティング法、スプレー法などで付与せしめるのが好ましい（前処理工程）。その後、分散染料で染色することが可能な繊維が含有されている布帛上に、先に述べた構成のインクを用いてインクジェット記録方式で画像を形成した後（インク付与工程）、インクが付与されている布帛を熱処理し（発色工程）、更に熱処理された布帛を洗浄すること（洗浄工程）によって布帛への捺染が完了し、捺染物が得られる。

本発明のインクジェット捺染方法の場合、精練工程として、布帛繊維に付着した天然不純物（油脂、ロウ、ペクチン質、天然色素等）、布帛製造過程で用いた薬剤の残留分（のり剤等）、よごれなどを洗浄しておくことが望ましい。洗浄に用いられる洗浄剤としては水酸化ナトリウム，炭酸ナトリウムといったアルカリ、陰イオン性界面活性剤，非イオン性界面活性剤といった界面活性剤、酵素等が用いられる。

前処理としては、水溶性高分子類を布帛に前処理するなどの公知の方法から繊維素材やインクに適した方法を適宜選択すればよく、特に限定されるものではない。例えば、水溶性金属塩、ポリカチオン化合物、水溶性高分子、界面活性剤及び撥水剤からなる群から選ばれる少なくとも１つの物質が０．２〜５０質量％付与された布帛に対して使用すれば、高度なにじみ防止が可能であり、高精細な画像を布帛にプリントすることができ好ましい。

また、酸性染料を用いた場合の好ましい態様によれば、前処理剤は蒸熱により酸を発生するｐＨ調整剤を含んでなることが好ましい。ｐＨ調整剤の好ましい例としては、酸アンモニウム塩、例えば硫酸アンモニウム、酒石酸アンモニウム、または第二リン酸ソーダが挙げられる。これらのｐＨ調整剤を添加することで、色相の安定化と染着性とを向上させることが出来るとの利点が得られる。これらの添加量は染料種等を考慮して適宜決定されてよいが、０．２〜５質量％程度が好ましく、より好ましくは０．５〜３質量％程度である。

発色工程とは、プリント後布帛表面に付着したのみで、十分布帛に吸着・固着されていないインク中の染料を布帛に吸着・固着させることによりそのインク本来の色相を発現させる工程である。その方法としては、蒸気によるスチーミング、乾熱によるベーキング、サーモゾル、過熱蒸気によるＨＴスチーマー、加圧蒸気によるＨＰスチーマーなどが利用される。それらはプリントする素材、インクなどにより適宜選択される。また、印字された布帛は直ちに加熱処理しても、しばらくおいてから加熱処理しても用途に合わせて乾燥・発色処理すればよく、本発明においてはいずれの方法を用いてもよい。

加熱処理後は洗浄工程が必要である。なぜなら染着に関与しなかった染料が残留することで、色の安定性が悪くなり堅牢度が低下するからである。

また、布帛に施した前処理物を除去することも必要である。

そのままにしておくと堅牢性の低下ばかりでなく布帛が変色する。

そのため除去対象物や目的に応じた洗浄が必須である。その方法は、プリントする素材、インクにより選択され、例えばポリエステルの場合一般的には、苛性ソーダ、界面活性剤、ハイドロサルファイトの混合液により処理するものである。その方法は、通常オープンソーパーなどの連続型や液流染色機などによるバッチ型で実施されるもので、本発明においてはいずれの方法を用いてもよい。

洗浄後は乾燥が必要である。洗浄した布帛を絞ったり脱水した後、干したりあるいは乾燥機、ヒートロール、アイロン等を使用して乾燥させる。

インクの長期保存安定性を保つため、防腐剤、防黴剤をインク中に添加してもかまわない。防腐剤・防黴剤としては、芳香族ハロゲン化合物（たとえばＰｒｅｖｅｎｔｏｌ ＣＭＫ）、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ＰＲＯＸＥＬ ＧＸＬ）などが挙げられる。本発明はこれらに限定されるものではない。

本発明で使用するインクは、水不溶性の染料の場合は染料、分散剤、湿潤剤、媒体および任意の添加剤を混合し分散機を用いることによって分散することができる。分散機としては従来公知のボールミル、サンドミル、ラインミル、高圧ホモジナイザー等が使用できる。

高温蒸熱法で染色する際に用いる捺染用インクジェットインクまたは捺染プリントに使用する布帛には染着助剤が含まれていることが好ましい。染着助剤は捺染布を蒸熱する際に、布状に凝縮した水と共融混合物を作り、再蒸発する水分の量を抑え、昇温時間を短縮する作用がある。さらに、この共融混合物は、繊維上の染料を溶解し染料の繊維への拡散速度を助長する作用がある。染着助剤としては尿素が挙げられる。

プリンター等に利用されるインクにおいては、インク中に含まれる溶存気体が、その印刷物の解像度や鮮明さを損なったり、微細な気泡発生を引き起こす要因となる。インク中から溶存気体を脱気する方法としては、大きく分けて、煮沸や減圧等の物理的方法により脱気する方法と、吸収剤をインク中に混入させる化学的方法とがある。

本発明においては、いかなる手段にて脱気を行うことは可能である。特に、気体透過性のある中空糸膜内にインクを通液し、中空糸膜の外表面側を減圧することにより、インク中の溶存気体を透過、除去する方法は、インクの物性に悪影響を与えずに効率よくインク中の溶存気体を除去することができ、好ましい。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。

下記内容のインクジェット捺染用インク１〜１６を作製した。

染料（表１） ５部
エチレングリコール ２５部
グリセリン １０部
プロキセルＧＸＬ（アビシア社製） ０．１部
白鷺Ｍ（日本エンバイロケミカルズ社製） 表１記載
イオン交換水 残部

出射性試験１
作製したインクをコニカミノルタＩＪ株式会社性シェアモードタイプピエゾ型ヘッド（２５６ノズル）を用い、駆動周波数１８ｋＨｚ、液滴速度が７ｍ／ｓとなる駆動条件で５分連続に駆動させた時の出射状態を観察し、欠発生により正常に出射していないノズル数を数えた。

出射性試験２
作製したインクをコニカミノルタＩＪ株式会社性シェアモードタイプピエゾ型ヘッド（２５６ノズル）を用い、駆動周波数９ｋＨｚ、液滴速度が７ｍ／ｓとなる駆動条件で５分連続に駆動させた時の出射状態を観察し、欠発生により正常に出射していないノズル数を数えた。

保存後の出射性試験１
作製したインクを６０℃サーモ中に２週間保存した後に、コニカミノルタＩＪ株式会社性シェアモードタイプピエゾ型ヘッド（２５６ノズル）を用い、駆動周波数１８ｋＨｚ、液滴速度が７ｍ／ｓとなる駆動条件で６０分連続に駆動させた時の出射状態を観察し、曲がりなど正常に出射していないノズル数を数えた。

保存後の出射性試験２
作製したインクを６０℃サーモ中に４週間保存したほかは、保存後の出射性試験１と同様の方法で保存後の出射試験２を実施した。

発色試験
作製したインクをコニカミノルタＩＪ株式会社製テキスタイルプリンタＮａｓｓｅｎｇｅｒ−Ｖを用いて、５４０ｄｐｉ×７２０ｄｐｉ（ｄｐｉとは２．５４ｃｍ当たりのドットの数である）にて酸性染料用に前処理を施した布帛（絹ツイル１６匁）にプリントを行った。１００℃飽和蒸気にて４０分蒸熱後、既知の方法にて洗浄乾燥し、洗浄の前後に於いて活性炭による色相劣化の有無を確認した。色相の劣化は、活性炭を添加して無い実施例に比較して色相劣化の有無を目視で確認した。

本発明は、出射試験、保存後の出射試験共に優れており、また、洗浄後の色相劣化も見られないことがわかる。

Claims (3)

1. 少なくとも水、水溶性染料、水溶性有機溶媒を含有し、活性炭を１〜１００ｐｐｂ含有し、プリント工程以降の工程に洗浄工程を有することを特徴とするインクジェット捺染用インク。
2. 水溶性染料がアゾ染料であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット捺染用インク。
3. 駆動周波数が１０ｋＨｚ〜２０ｋＨｚのプリントヘッドを用いて印字し、請求項１又は２に記載のインクジェット捺染用インクを用いて記録することを特徴とするインクジェット捺染用記録方法。