JP2013163716A - 昇華転写用インク、染色物の製造方法および染色物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の昇華転写用インクは、インクジェット法を用いて吐出されるものであって、水と、昇華性染料と、トレハロース類とを含むことを特徴とする。昇華転写用インク中における前記トレハロース類の含有率は、3質量%以上20質量%以下であるのが好ましい。
【選択図】なし
Description
昇華転写を利用した染色方法では加熱を行うため、水とともにグリセリンが蒸発する。しかし、グリセリンは沸点が高いため、いったん蒸発したグリセリンは、短時間で凝縮点にまで温度が低下するため煙状の蒸気を生じることとなる。このような煙状の蒸気が発生することにより、作業者の視界が遮られ、染色物の生産性を著しく低下させる等、作業環境への悪影響が大きい。
本発明の昇華転写用インクは、インクジェット法を用いて吐出されるものであって、
水と、
昇華性染料と、
トレハロース類とを含むことを特徴とする。
これにより、インクジェット法による吐出安定性に優れ、加熱時において煙状の蒸気が発生しにくい(スモーク抑制効果に優れた)昇華転写用インクを提供することができる。
これにより、インクジェットヘッドの保湿性、昇華転写用インクの吐出安定性等を優れたものとしつつ、吐出・乾燥後の画像の安定性を特に優れたものとすることができる。また、トレハロースは、乾燥による変性を特に生じにくいという特性を有している。したがって、染色物の生産性を特に優れたものとしつつ、製造される染色物の信頼性を特に優れたものとすることができる。
これにより、昇華転写用インクのスモーク抑制効果を優れたものとしつつ、昇華転写用インクの吐出安定性を優れたものとし、さらに、昇華転写の条件(加熱条件)をより温和なものとすることができ、染色物の生産性を特に優れたものとすることができる。また、省エネルギーの観点からも有利である。
これにより、加熱時における煙状の蒸気の発生をより効果的に防止することができる。
本発明の昇華転写用インクは、プロピレングリコールをさらに含むものであることが好ましい。
これにより、スモーク抑制効果に優れるだけでなく、保湿性を特に優れたものとすることができ、昇華転写用インクの吐出安定性を特に優れたものとすることができる。
これにより、煙状の蒸気の発生をより効果的に防止しつつ、保湿性を特に優れたものとすることができる。その結果、昇華転写用インクを用いて製造される染色物の信頼性をさらに優れたものとすることができる。
前記昇華転写用インクが付与された前記中間転写媒体を、被染色物と対向させた状態で加熱し、前記昇華転写用インクを構成する昇華性染料を前記被染色物に転写させる転写工程とを有することを特徴とする。
これにより、生産性良く染色物を製造することができる、昇華転写用インクを用いた染色物の製造方法を提供することができる。
これにより、転写に要するエネルギーをより少なくすることができ、染色物の生産性を特に優れたものとすることができる。また、製造される染色物の信頼性を特に優れたものとすることができる。
本発明の染色物は、本発明の昇華転写用インクを用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、昇華転写による信頼性の高い染色物を提供することにある。
≪昇華転写用インク≫
まず、本発明の昇華転写用インクについて説明する。
ところで、昇華転写を利用した布帛等に対する染色が、広く行われている。このような昇華転写を利用した染色方法としては、紙等のシート状の中間転写媒体にインクジェット方式による印刷を行った後、布帛等の被染色物に前記中間媒体を重ねて、加熱により昇華転写する方法や、例えば、剥離可能なインク受容層が設けられた被染色物(フィルム製品等)の前記インク受容層にインクジェット印刷を行い、そのまま加熱して下層側の被染色物に昇華拡散染色を行い、その後、インク受容層を剥離する方法等があり、これらの染色方法には、昇華性染料を含むインク(昇華転写用インク)が用いられている。
昇華転写を利用した染色方法では加熱を行うため、水とともにグリセリンが蒸発する。しかし、グリセリンは沸点が高いため、いったん蒸発したグリセリンは、短時間で凝縮点にまで温度が低下するため煙状の蒸気を生じることとなる。このような煙状の蒸気が発生することにより、作業者の視界が遮られ、染色物の生産性を著しく低下させる等、作業環境への悪影響が大きい。
すなわち、本発明の昇華転写用インクは、インクジェット法を用いて吐出されるものであって、水と、昇華性染料と、トレハロース類とを含むことを特徴とする。これにより、上記のような問題の発生を確実に防止することができる。すなわち、インクジェット法による吐出安定性に優れ、加熱時において煙状の蒸気が発生しにくい(スモーク抑制効果に優れた)昇華転写用インクを提供することができる。
<水>
本発明の昇華転写用インクは、水を含むものである。
水は、後に詳述する昇華性染料を分散させる分散媒、トレハロース類を溶解させる溶媒として機能するものである。
昇華転写用インク中における水の含有率は、特に限定されないが、50質量%以上90質量%以下であるのが好ましく、55質量%以上70質量%以下であるのがより好ましい。
昇華性染料は、加熱により昇華する性質を有する染料である。
昇華性染料としては、上記のような性質を有する分散染料、溶剤染料等を用いることができる。このような染料の具体例としては、C.I.ディスパースイエロー3、7、8、23、39、51、54、60、71、86;C.I.ディスパースオレンジ1、1:1、5、20、25、25:1、33、56、76;C.I.ディスパースブラウン2;C.I.ディスパースレッド11、50、53、55、55:1、59、60、65、70、75、93、146、158、190、190:1、207、239、240;C.I.バットレッド41;C.I.ディスパースバイオレット8、17、23、27、28、29、36、57;C.I.ディスパースブルー19、26、26:1、35、55、56、58、64、64:1、72、72:1、81、81:1、91、95、108、131、141、145、359;C.I.ソルベントブルー36、63、105、111等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし2種類以上を併用してもよい。
上記のように、本発明の昇華転写用インクは、トレハロース類を含むものである。これにより、昇華転写用インク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、加熱時による煙状の蒸気の発生を効果的に防止することができる。なお、本発明において、トレハロース類とは、2分子のグルコース同士が還元性基同士で結合した二糖類のことをいい、α,α−トレハロース(O−α−D−グルコピラノシル α−D−グルコピラノシド。以下、「トレハロース」という)、α,β−トレハロース(以下、「ネオトレハロース」という)、および、β,β−トレハロース(以下、「イソトレハロース」という)の3種類の光学異性体が存在する。
また、トレハロース類を含む昇華転写用インクは、特にヘッドをキャッピングした環境下での目詰まり回復性を向上できる。理由は定かではないが、吸湿性が低いので、キャップ内に滞留している昇華転写用インクが、ヘッドに充填されている昇華転写用インクから水分を奪うことがないので、キャップで密閉されている状態での目詰まり回復性に優れると考えられる。
トレハロースは、グルコースの1位同士がグルコシド結合をした非還元性の二糖類である。非還元糖であり、メイラード反応による褐色変化が起きないことから、昇華転写を行う転写工程(加熱工程)での画像の劣化を抑制するだけでなく、昇華転写用インクの保存安定性の観点から特に好ましい。また、水への溶解度および保水力が特に高い一方で、吸湿性が極めて低いという特有の性質を有する。具体的には、高純度のトレハロース無水物は、水への溶解度(69g/100g(20℃))は非常に高いが、湿度が95%以下では吸湿性を示さない。したがって、トレハロースが水に接触した場合は、水を吸収するが、通常の環境(20℃、湿度が45%程度)では吸湿性を示さないために安定に存在することができる。このため、インクジェットヘッドの保湿性、昇華転写用インクの吐出安定性等を優れたものとしつつ、吐出・乾燥後の画像の安定性を特に優れたものとすることができる。また、トレハロースは、乾燥による変性を特に生じにくいという特性を有している。したがって、染色物の生産性を特に優れたものとしつつ、製造される染色物の信頼性を特に優れたものとすることができる。
本発明の昇華転写用インクは、プロピレングリコールをさらに含むものであるのが好ましい。プロピレングリコールは、沸点が200℃以下である多価アルコールであるため、保湿性を特に優れたものとすることができ、昇華転写用インクの吐出安定性を特に優れたものとすることができる。
本発明の昇華転写用インクは、上記した成分に加え、溶剤を含むものであってもよい。溶剤としては、例えば、トレハロース類以外のポリオール化合物、グリコールエーテル等が挙げられる。トレハロース類以外のポリオール化合物としては、例えば、分子内の炭素数が2以上6以下であり、かつ、分子内にエーテル結合を1つ有してもよいポリオール化合物(好ましくはジオール化合物)等が挙げられる。具体例としては、グリセリン、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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、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、1,2−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール等が挙げられる。
ただし、本発明では、昇華転写用インク中における、沸点が200℃以上の溶剤の含有率は、3質量%以下であるのが好ましく、1質量%以下であるのがより好ましい。これにより、加熱時における煙状の蒸気の発生をより効果的に防止することができる。
本発明の昇華転写用インクは、上述した以外の成分(その他の成分)を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、分散剤、防腐防黴剤、pH調整剤、キレート試薬、防錆剤、紫外線吸収剤、消泡剤、表面張力調整剤、ポリシロキサン化合物、トレハロース類以外のポリオール化合物等が挙げられる。
アニオン系分散剤としては、芳香族スルホン酸のホルマリン縮合物が好ましく挙げられる。
芳香族スルホン酸のホルマリン縮合物における「芳香族スルホン酸」としては、例えば、クレオソート油スルホン酸、クレゾールスルホン酸、フェノールスルホン酸、β−ナフトールスルホン酸、メチルナフタレンスルホン酸、ブチルナフタレンスルホン酸等のアルキルナフタレンスルホン酸、β−ナフタレンスルホン酸とβ−ナフトールスルホン酸との混合物、クレゾールスルホン酸と2−ナフトール−6−スルホン酸との混合物、リグニンスルホン酸等が挙げられる。
ノニオン系分散剤としては、フィトステロールのエチレンオキサイド付加物、コレスタノールのエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。
本明細書において「フィトステロール」とは、フィトステロールおよび水添フィトステロールの両者を含む意味である。例えば、フィトステロール類のエチレンオキサイド付加物としては、フィトステロールのエチレンオキサイド付加物、水素添加フィトステロールのエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。
また、高分子分散剤としては、ポリアクリル酸部分アルキルエステル、ポリアルキレンポリアミン、ポリアクリル酸塩、スチレン−アクリル酸共重合物、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合物等が挙げられる。
pH調整剤としては、例えば、昇華転写用インクのpHを6.0以上11.0以下の範囲に制御できるものを好適に用いることができる。このようなpH調整剤としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン等のアルカノールアミン;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物;水酸化アンモニウム;炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩;タウリン等のアミノスルホン酸等が挙げられる。
防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオグリコール酸アンモニウム、ジイソプロピルアンモニウムナイトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムナイトライト、ベンゾトリアゾール系化合物等が挙げられる。
消泡剤としては、例えば、高酸化油系化合物、グリセリン脂肪酸エステル系化合物、フッ素系化合物、シリコーン系化合物、アセチレン系化合物等が挙げられる。
アニオン系界面活性剤としては、例えば、アルキルスルホカルボン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、N−アシルアミノ酸およびその塩、N−アシルメチルタウリン塩、アルキル硫酸塩ポリオキシアルキルエーテル硫酸塩、アルキル硫酸塩ポリオキシエチレンアルキルエーテル燐酸塩、ロジン酸石鹸、ヒマシ油硫酸エステル塩、ラウリルアルコール硫酸エステル塩、アルキルフェノール型燐酸エステル、アルキル型燐酸エステル、アルキルアリールスルホン酸塩、ジエチルスルホ琥珀酸塩、ジエチルヘキルシルスルホ琥珀酸塩、ジオクチルスルホ琥珀酸塩等が挙げられる。
カチオン系界面活性剤としては、例えば、2−ビニルピリジン誘導体、ポリ4−ビニルピリジン誘導体等が挙げられる。
なお、本発明の昇華転写用インクの表面張力(25℃における表面張力)は、20mN/m以上50mN/m以下であるのが好ましく、25mN/m以上40mN/m以下であるのがより好ましい。なお、昇華転写用インクの表面張力は、例えば、表面張力計CBVP−A3(協和界面科学株式会社製)を用いた、JIS K3362に準拠した測定により求めることができる。
次に、本発明の染色物の製造方法について説明する。
本発明の染色物の製造方法は、インクジェット法を用いて、上述したような本発明の昇華転写用インクを中間転写媒体に付与するインク付与工程(1a)と、前記昇華転写用インクが付与された前記中間転写媒体を、被染色物と対向させた状態で加熱し、前記昇華転写用インクを構成する昇華性染料を前記被染色物に転写させる転写工程(1b)とを有する。これにより、生産性良く染色物を製造することができる、昇華転写用インクを用いた染色物の製造方法を提供することができる。
<インク付与工程>
本工程では、インクジェット法を用いて、本発明の昇華転写用インクを中間転写媒体に付与する(1a)。
インクジェット法による昇華転写用インクの吐出は、公知の液滴吐出装置を用いて行うことができる。
中間転写媒体としては、例えば、普通紙等の紙、インク受容層が設けられた記録媒体(インクジェット用専用紙、コート紙等で呼称される)等を用いることができるが、シリカ等の無機微粒子でインク受容層が設けられた紙が好ましい。これにより、中間転写媒体に付与した昇華転写用インクが乾燥する過程で、滲み等が抑制された中間記録物を得ることができ、また、後の転写工程においては、昇華性染料の昇華がより円滑に進行する。
本工程では、複数種のインクを用いてもよい。これにより、例えば、表現することのできる色域をより広いものとすることができる。
その後、昇華転写用インクが付与された中間転写媒体を、被染色物と対向させた状態で加熱し、昇華転写用インクを構成する昇華性染料を被染色物に転写させる(1b)。これにより、染色物が得られる。
本工程での加熱温度は、160℃以上220℃以下であるのが好ましく、170℃以上200℃以下であるのがより好ましい。これにより、転写に要するエネルギーをより少なくすることができ、染色物の生産性を特に優れたものとすることができる。また、製造される染色物の信頼性を特に優れたものとすることができる。
また、本工程は、昇華転写用インクが付与された中間転写媒体を、被染色物と対向させた状態で加熱することにより行えばよいが、前記中間転写媒体と被染色物とを密着させた状態で加熱することにより行うのが好ましい。これにより、転写に要するエネルギーをより少なくすることができ、染色物の生産性を特に優れたものとすることができる。また、製造される染色物の信頼性を特に優れたものとすることができる。
また、被染色物としては、例えば、樹脂、プラスチック、紙等で構成されたもののほか、ガラス、金属、陶磁器を用いてもよい。
また、被染色物としての樹脂(プラスチック)フィルムとしては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリウレタンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム等が挙げられる。樹脂(プラスチック)フィルムは、複数の層が積層された積層体であってもよいし、材料の組成が傾斜的に変化する傾斜材料で構成されたものであってもよい。
次に、本発明の染色物について説明する。
本発明の染色物は、上述したような本発明の昇華転写用インクを用いて製造されたものである。これにより、昇華転写による信頼性の高い染色物を提供することにある。
本発明の染色物の用途は、いかなるものであってもよく、例えば、Tシャツ、トレーナー等の衣料品、のぼり旗等が挙げられる。
例えば、本発明の製造方法では、上述したような工程に加え、さらに他の工程(前処理工程、中間処理工程、後処理工程)を有するものであってもよい。
また、前述した実施形態では、染色物がインクジェット法を用いて、本発明に係る昇華転写用インクを中間転写媒体に付与するインク付与工程と、前記昇華転写用インクが付与された前記中間転写媒体を、被染色物と対向させた状態で加熱し、前記昇華転写用インクを構成する昇華性染料を前記被染色物に転写させる転写工程とを有する方法を用いて製造される場合について代表的に説明したが、本発明の染色物は、このような方法を用いて製造されたものに限定されない。例えば、本発明の染色物は、剥離可能なインク受容層が設けられた被染色物(フィルム製品等)の前記インク受容層に、インクジェット法により本発明に係る昇華転写用インクを付与し、その後、そのまま加熱して下層側の被染色物に昇華拡散染色を行い、さらにその後、インク受容層を剥離する方法を用いて製造されたものであってもよい。
本発明は、例えば、中間転写媒体を用いない昇華転写においても好適に使用できる。中間転写媒体を用いない昇華転写とは、インクジェット法を用いて布帛に直接付着させ、その後、加熱工程を行うことで捺染物を得る方法である。なお、この場合であっても、スモーク抑制効果に優れることは言うまでもない。
以下のようにして、昇華転写用インクを製造した。
(実施例1)
まず、昇華性染料としてのC.I.ディスパースイエロー54と、高分子分散剤としてのスチレン−アクリル酸共重合物と、イオン交換水とからなる混合物を、0.2mm径ガラスビーズを用いてサンドミルにて、冷却下、約15時間分散化処理を行った。分散処理後、イオン交換水を加えて希釈し、次いで、該分散液をガラス繊維濾紙GC−50(東洋濾紙株式会社製、フィルターの孔径0.5μm)で濾過し、粒子サイズの大きい成分を除去した水性分散液を得た。
次に、上記のようにして得られた水性分散液と、トレハロースと、トリエチレングリコールモノメチルエーテルと、イオン交換水とを所定の割合で混合することにより、昇華転写用インクを得た。
昇華転写用インクの調製に用いる成分の種類、使用量を調整することにより、表1に示すような組成となるようにした以外は、前記実施例1と同様にして昇華転写用インクを製造した。
(比較例1〜5)
昇華転写用インクの調製に用いる成分の種類、使用量を調整することにより、表1に示すような組成となるようにした以外は、前記実施例1と同様にして昇華転写用インクを製造した。
前記各実施例および各比較例の昇華転写用インクの組成等を表1にまとめて示す。
前記各実施例および比較例の昇華転写用インクを用いて、下記に示すような試験による評価を行った。
まず、チャンバー(サーマルチャンバー)内に設置した液滴吐出装置および前記各実施例および比較例の昇華転写用インクを用意した。
次に、印字解像度720×720dpi、単色・塗りつぶし印刷、印字幅1200mmの条件で、30分連続運転を行った。
A:クリーニング3回以内で、正常な印刷が可能であった。
B:クリーニング4回以上10回未満で目詰まりから回復し、正常な印刷が可能であ
った。
C:クリーニングを10回以上実施しても目詰まり回復しなかった。
以下のようにして、各実施例および比較例の昇華転写用インクを用いて、染色物を製造した。
まず、昇華転写用インクをインクジェット装置に投入した。
その後、シリカを含む材料で構成されたインク受容層を備えた紙を中間転写媒体として用意し、当該中間転写媒体のインク受容層に、所定のパターンで昇華転写用インクを吐出した(インク付与工程)。
その後、昇華転写用インクが付与された中間転写媒体のインク受容層を、ポリエステル繊維で構成された布帛(被染色物)と密着させ、この状態で、太陽精機株式会社製ヒートプレス機TP−608Mを用いて200℃×60秒の条件で加熱し、昇華転写を行った(転写工程)。これにより染色物を得た。
上記[3]の転写工程での煙状の蒸気(スモーク)の発生状況を、以下の基準に従い評価した。
A:煙状の蒸気(スモーク)の発生がほとんど認められない。
B:煙状の蒸気(スモーク)の発生が認められるものの、5秒以内に発生が収まる。
C:煙状の蒸気(スモーク)の発生が認められ、5秒を超えて発生し続ける。
上記[3]で製造された染色物を目視により観察し、形成された染色部について、以下の基準に従い評価した。
A:設計通りのパターンで形成されている。
B:設計からのずれ(にじみによるカラーブリード、又は、文字もしくは罫線のずれ
)が確認される。
これらの結果を表2に示す。
Claims (9)
- インクジェット法を用いて吐出される昇華転写用インクであって、
水と、
昇華性染料と、
トレハロース類とを含むことを特徴とする昇華転写用インク。 - 昇華転写用インクは、前記トレハロース類としてトレハロースを含むものである請求項1に記載の昇華転写用インク。
- 昇華転写用インク中における前記トレハロース類の含有率が、3質量%以上20質量%以下である請求項1または2に記載の昇華転写用インク。
- 沸点が200℃以上の溶剤の含有率が3質量%以下である請求項1ないし3のいずれか一項に記載の昇華転写用インク。
- プロピレングリコールをさらに含むものである請求項1ないし4のいずれか一項に記載の昇華転写用インク。
- 昇華転写用インク中における前記プロピレングリコールの含有率が、0.1質量%以上10質量%以下である請求項5に記載の昇華転写用インク。
- インクジェット法を用いて、請求項1ないし6のいずれか一項に記載の昇華転写用インクを中間転写媒体に付与するインク付与工程と、
前記昇華転写用インクが付与された前記中間転写媒体を、被染色物と対向させた状態で加熱し、前記昇華転写用インクを構成する昇華性染料を前記被染色物に転写させる転写工程とを有することを特徴とする染色物の製造方法。 - 前記転写工程での加熱温度が160℃以上220℃以下である請求項7に記載の染色物の製造方法。
- 請求項1ないし6のいずれか一項に記載の昇華転写用インクを用いて製造されたことを特徴とする染色物。
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