JP2015091907A - 水性分散液、インク組成物及びインクジェット捺染方法 - Google Patents
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Abstract
保存安定性に優れた、水性分散液及びこれを含有するインク組成物、さらにはこれを用いる繊維の捺染方法の提供。
【解決手段】
水不溶性色材、少なくとも2種類のアニオン分散剤、フィトステロール若しくはコレスタノールのアルキレンオキサイド付加物よりなる群から選択される少なくとも1種類の化合物、及び水を含有し、該アニオン分散剤の少なくとも1種類が、芳香族炭化水素基を含む化合物と、(メタ)アクリル酸誘導体との共重合体である水性分散液、及びこれを含有するインク組成物により上記の課題を解決できた。
【選択図】なし
Description
また、特許文献4〜6には、ポリオキシエチレンフィトステロール、及びフィトステロール類のエチレンオキシド付加物及び/又はコレスタノール類のエチレンオキシド付加物が開示されている。
1)
水不溶性色材と、少なくとも2種類のアニオン分散剤と、フィトステロール若しくはコレスタノールのアルキレンオキサイド付加物よりなる群から選択される少なくとも1種類の化合物と、水と、を含有し、該アニオン分散剤の少なくとも1種類が、芳香族炭化水素基を含む化合物と、(メタ)アクリル酸誘導体との共重合体である水性分散液。
2)
水不溶性色材が、分散染料及び油溶性染料よりなる群から選択される少なくとも1種類の染料である上記1)に記載の水性分散液。
3)
上記1)又は2)に記載の水性分散液と、少なくとも1種類の水溶性有機溶剤とを含有するインク組成物。
4)
25℃における表面張力が20〜40mN/m、25℃における粘度が2〜10mPa・sの範囲である上記6)に記載のインク組成物。
5)
上記3)又は4)に記載のインク組成物の液滴を記録信号に応じてインクジェットプリンタにより吐出させ、繊維に付着させることにより捺染を行う捺染方法。
6)
上記5)に記載の捺染方法により得られる捺染された繊維。
7)
上記6)に記載の捺染された繊維に対して、スチーミング又はベーキング処理をさらに行う捺染方法。
8)
上記7)に記載の捺染方法により得られる捺染された繊維。
9)
上記3)又は4)に記載のインク組成物の液滴を記録信号に応じてインクジェットプリンタにより吐出させ、中間記録媒体に付着させて記録画像を得た後、該中間記録媒体における、インク組成物の液滴の付着面に繊維を接触させ、熱処理することにより上記記録画像を繊維に転写する捺染方法。
10)
上記繊維が、疎水性繊維又は疎水性繊維を含有する混紡繊維である上記9)に記載の捺染方法。
11)
上記9)又は10)に記載の捺染方法により得られる捺染された繊維。
分散染料の具体例としては、例えば、C.I.ディスパースイエロー42、49、76、83、88、93、99、119、126、160、163、165、180、183、186、198、199、200、224、237;C.I.ディスパースオレンジ29、30、31、38、42、44、45、53、54、55、71、73、80、86、96、118、119;C.I.ディスパースレッド73、88、91、92、111、127、131、143、145、146、152、153、154、179、191、192、206、221、258、283、302、323、328、359;C.I.ディスパースバイオレット26、35、48、56、77,97;C.I.ディスパースブルー27、54、60、73、77、79、79:1、87、143、165、165:1、165:2、181、185、197、225、257、266、267、281、341、353、354、358、364、365、368等が挙げられる。
熱転写適性のある染料とは、「乾式熱処理に対する染色堅ろう度試験方法〔JIS L 0879:2005〕(2010年 確認、平成17年1月20日 改定、 財団法人日本規格協会 発行)」における、感熱処理試験(C法)汚染(ポリエステル)の試験結果が、好ましくは3−4級以下;より好ましくは3級以下;の染料を意味する。そのような染料のうち、公知の染料としては、例えば以下の染料が挙げられる。
イエロー染料としては、C.I.ディスパースイエロー3、7、8、23、39、51、54、60、71、86;C.I.ソルベントイエロー114、163;等が挙げられる。
オレンジ染料としては、C.I.ディスパースオレンジ1、1:1、5、7、20、23、25、25:1、33、56、76;C.I.ソルベントオレンジ67;等が挙げられる。
ブラウン染料としては、C.I.ディスパースブラウン2;等が挙げられる。
レッド染料としては、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.ソルベントレッド146;C.I.バットレッド41;等が挙げられる。
バイオレット染料としては、C.I.ディスパースバイオレット8、11、17、23、26、27、28、29、36、57;等が挙げられる。
ブルー染料としては、C.I.ディスパースブルー3、5、19、26、26:1、35、55、56、58、64、64:1、72、72:1、81、81:1、91、95、108、131、141、145、359、360;C.I.ソルベントブルー3、63、83、105、111;等が挙げられる。
なお、本明細書において「水不溶性色材」とは、25℃における水に対する溶解度が通常1g/リットル以下、好ましくは500mg/リットル以下、より好ましくは100mg/リットル以下の色材を意味する。下限は測定機器の検出限界以下、すなわち0g/リットルでよい。
「芳香族炭化水素基を含む化合物と、(メタ)アクリル酸誘導体との共重合体」としては、芳香族炭化水素基を含む化合物と、(メタ)アクリル酸(エステル)との共重合体;芳香族炭化水素基を含む化合物と、(メタ)アクリル酸(エステル)、及び(無水)マレイン酸の共重合体;等が挙げられる。これらの中では、親水性部分と疎水性部分の両者を分子中に有する共重合体が好ましい。
なお、本明細書において「(メタ)アクリル酸(エステル)」とは、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、及びメタクリル酸エステルの4者を;また「(無水)マレイン酸」とは、無水マレイン酸とマレイン酸の両者を;それぞれ含むことを意味する。
(メタ)アクリル酸(エステル)及び/又は、(無水)マレイン酸を共重合に用いるときは、これらのうちの単一の化合物を使用してもよいし、これらのうちのいくつか又は全ての化合物を併用してもよい。
色材との相互作用を強くする目的で、共重合体が分子中に有する疎水性部分としては芳香族炭化水素基を含む化合物を用いるのが好ましい。その芳香族炭化水素基としてはフェニル基、フェニレン基、ナフチル基、、ナフタレン−ジイル基が好ましく、より好ましくはフェニル基又はフェニレン基、さらに好ましくはフェニル基が挙げられる。
これらの共重合体の具体例としては、(α‐メチル)スチレン‐アクリル酸共重合体、(α‐メチル)スチレン‐アクリル酸‐アクリル酸エステル共重合体、(α‐メチル)スチレン‐メタクリル酸共重合体、(α‐メチル)スチレン‐メタクリル酸‐アクリル酸エステル共重合体、(α‐メチル)スチレン‐(無水)マレイン酸共重合体、アクリル酸エステル‐(無水)マレイン酸共重合体、(α‐メチル)スチレン‐アクリル酸エステル‐(無水)マレイン酸マレイン酸共重合体、アクリル酸エステル‐アリルスルホン酸エステル共重合体、アクリル酸エステル‐スチレンスルホン酸共重合体、(α‐メチル)スチレン‐メタクリルスルホン酸共重合体、ポリエステル‐アクリル酸共重合体、ポリエステル‐アクリル酸‐アクリル酸エステル共重合体、ポリエステル‐メタクリル酸共重合体、ポリエステル‐メタクリル酸‐アクリル酸共重合体エステル;等が挙げられる。これらの中では芳香族炭化水素基を含む化合物がスチレンであるものが好ましい。
なお、本明細書において(α‐メチル)スチレンとはα‐メチルスチレン、及びスチレンの両者を含むことを意味する。
市販品として市場より入手できるスチレン−アクリル酸共重合体としては、例えば、BASF社製の、ジョンクリル67、68、586、611、678、680、682、683、690等が挙げられる。
これらの中ではジョンクリル67、68、586、680、678、682、683、690が好ましく、ジョンクリル682、683、690が特に好ましい。
アニオン分散剤としては、例えば、高分子系スルホン酸、好ましくは芳香族スルホン酸のホルマリン縮合物又はこれらの塩、若しくはそれらの混合物(以下、特に断りの無い限り「スルホン酸のホルマリン縮合物」と記載したときは、「これらの塩、若しくはそれらの混合物」も含む意味を有する)から選択される少なくとも1種類の分散剤が挙げられる。「これらの塩」としては、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩等の塩が挙げられる。
芳香族スルホン酸のホルマリン縮合物としては、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−ナフタレンスルホン酸;β−ナフトールスルホン酸;β−ナフタレンスルホン酸とβ−ナフトールスルホン酸;クレゾールスルホン酸と2−ナフトール−6−スルホン酸;等の各ホルマリン縮合物が挙げられる。これらの中では、クレオソート油スルホン酸、及びβ−ナフタレンスルホン酸の各ホルマリン縮合物が好ましい。
これらは様々な商品名の市販品として入手することができる。その一例として、クレオソート油スルホン酸のホルマリン縮合物としては、ラベリンWシリーズ(第一工業製薬株式会社製)、デモールC(花王株式会社製);メチルナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物としては、ラベリンANシリーズ(いずれも第一工業製薬株式会社製);等が挙げられる。
β−ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物としてはデモールN;特殊芳香族スルホン酸のホルマリン縮合物としてはデモールSN−B(いずれも花王株式会社製);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、フィトステロール及び/又は水素添加フィトステロールの両者を含む意味である。例えば、フィトステロールのアルキレンオキサイド付加物としては、フィトステロールのアルキレンオキサイド付加物及び/又は水素添加フィトステロールのアルキレンオキサイド付加物が挙げられる。
同様に、本明細書において「コレスタノール」とは、コレスタノール及び/又は水素添加コレスタノールの両者を含む意味である。例えば、コレスタノールのアルキレンオキサイド付加物としては、コレスタノールのアルキレンオキサイド付加物及び/又は水素添加コレスタノールのアルキレンオキサイド付加物が挙げられる。
フィトステロール又はコレスタノール1モル当たりのアルキレンオキサイドの付加量は10〜50モル程度で、HLBが13〜20程度のものが好ましい。フィトステロールのアルキレンオキサイド付加物としては、例えばNIKKOL BPS−20、NIKKOL BPS−30(いずれも日光ケミカルズ株式会社製、フィトステロールのEO付加物)、NIKKOL BPSH−25(同、水素添加フィトステロールのEO付加物)等を、また、コレスタノールのアルキレンオキサイド付加物としては、例えば、NIKKOL DHC−30(同、コレスタノールのEO付加物)等を、それぞれ市場から入手することができる。
なお、上記「EO」は、「エチレンオキサイド」を意味する。
得られた水性分散液は、必要に応じて濾過による夾雑物の除去、水の添加による濃度調整等を行ってもよい。
水性分散液中の水不溶性色材の平均粒子径は、D50で通常50〜180nm程度、また、D90で通常120〜300nm程度である。
水不溶性色材は通常1〜40%、好ましくは5〜40%、より好ましくは10〜35%である。
アニオン系分散剤は合計で、通常10〜80%、好ましくは20〜80%、より好ましくは25〜75%である。
フィトステロール若しくはコレスタノールのアルキレンオキサイド付加物は通常0.01〜15%であり、好ましくは0.02〜10%である。
上記以外の残部は水である。
また、アニオン分散剤として、「芳香族炭化水素基を含む化合物と、(メタ)アクリル酸誘導体との共重合体」と「芳香族炭化水素基を含む化合物と、(メタ)アクリル酸誘導体との共重合体」以外のアニオン分散剤との2種類を併用するとき、その含有比率の目安としては、前者/後者の含有量の比率が通常0.1/30〜1/1、好ましくは0.5/30〜1/2である。
各成分の含有量及び/又は含有量の比率が上記の範囲を超えると、上記の水性分散液、若しくはインク組成物の保存安定性が悪化することがある。
水溶性有機溶剤としては特に制限されないが、インクジェットノズルでのインクの乾燥等に起因する目詰まりを防止する目等から、湿潤効果のあるものが好ましい。そのような効果を有する水溶性有機溶剤としては、多価アルコール類、及びピロリドン類等が挙げられる。
多価アルコール類としては、例えば、多価アルコール(好ましくはアルコール性水酸基を2〜3個有するC2−C6多価アルコール);ジ又はトリC2−C3アルキレングリコール;繰り返し単位が4以上で、分子量20,000以下程度のポリC2−C3アルキレングリコール;等が挙げられる。これらの中では、室温で液体のものが好ましい。
ピロリドン類としては、例えば、任意の環構成原子上、好ましくは環を構成する窒素原子上にC1−C4アルキル基を置換基として有するピロリドン(より好ましくは2−ピロリドン)化合物が挙げられる。
水溶性有機溶剤の具体例としては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、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、1,3−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール等の多価アルコール;2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン類;等が挙げられる。
また、水に溶解して湿潤剤としての役割をする化合物等も、便宜上、本明細書においては水溶性有機溶剤に含めるものとし、それらとしては例えば尿素、エチレン尿素及び糖類等が挙げられる。
インク組成物の保存安定性を考慮すると、インク組成物が含有する染料の溶解度が低い水溶性有機溶剤が好ましい。このような水溶性有機溶剤としてはグリセリンが挙げられ、好ましくはグリセリンと、グリセリン以外の液状の多価アルコール類とを併用するのが好ましい。
インク組成物の総質量に対して、水溶性有機溶剤の合計の含有量は、通常5〜50%、好ましくは20〜40%である。
防腐・防黴剤としては、例えば、デヒドロ酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、ソジウムピリジンチオン−1−オキサイド、ジンクピリジンチオン−1−オキサイド、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン、1−ベンズイソチアゾリン−3−オンのアミン塩等を挙げることができる。
これらの中ではスルホ琥珀酸塩を有する界面活性剤が好ましい。
具体例としては、例えば、いずれもビックケミー社製のBYK−347(ポリエーテル変性シロキサン)、BYK−348(ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン)等が挙げられる。
粘度及び表面張力は、使用するプリンタの吐出量、応答速度、インク液滴飛行特性等を考慮し、適切な物性値に調整することが好ましい。
粘度調整は分散剤や水溶性有機溶剤の含有量等で、また、表面張力はシリコーン系やアセチレンアルコール系消泡剤の含有量等で調整することができる。
これらの捺染方法に使用するインクジェットプリンタ及びインクノズル等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
ダイレクト捺染方法により得られる捺染された繊維に対しては、公知の方法でスチーミング又はベーキング処理をさらに行い、繊維に付着させたインク組成物が含有する色材を、繊維へ固着(染着ともいう)させることが好ましい。繊維へ色材を固着させるこれらの方法のうち、前者は湿熱固着、後者は乾熱固着と呼称されることもある。
スチーミング処理としては、高温スチーマーを用いるときは通常170〜180℃、通常10分程度の処理を;高圧スチーマーを用いるときは通常120〜130℃、通常20分程度の処理を行うことが好ましい。
ベーキング処理としては、通常190℃〜210℃の温度で60秒〜120秒程度の処理を行うことが好ましい。
また、上記スチーミング又はベーキング処理が行われた繊維から、公知の洗浄方法、例えばアルカリ還元洗浄やソーピング処理等の洗浄方法により、繊維に固着していない色材を洗い落とすことも好ましく行われる。
中間記録媒体としては、中間記録媒体に付着したインク組成物が乾燥する過程において、中間記録媒体の表面で色材が凝集せず、かつ繊維へ色材を転写するときに、色材の昇華を妨害しないものが好ましい。
そのような中間記録媒体としては、例えば、シリカ等の無機微粒子でインク受容層が表面上に形成されている紙が好ましく、インクジェット用の専用紙等を用いることができる。
具体例としては紙、合成紙、フィルム等の基材にインク受容層を設けたものが好ましい。インク受容層には、例えば上記基材にカチオン系ポリマーを含浸あるいは塗工することにより、また多孔質シリカ、アルミナゾルや特殊セラミックスなどのインク中の色素を吸収し得る多孔性白色無機物をポリビニルアルコールやポリビニルピロリドン等の親水性ポリマーと共に上記基材表面に塗工することにより設けられる。なお、普通紙、上質紙、コート紙も使用できる。
これらの疎水性繊維としては、インク受容層(滲み防止層)を設けたものも好ましい。このインク受容層の形成方法は一般に公知公用の技術であり、このインク受容層を有する繊維は市場から自由に入手が可能である。また、公知公用の技術から適宜構成成分、形成方法を選定して、使用することにより、該疎水性繊維にインク受容層を設けることもできる。該インク受容層はその機能を有するものであれば、特に限定されるものではない。
上記の繊維は、これらの繊維を用いて調製された布帛、織物等として上記の捺染に使用することもできる。
ジョンクリル683(25部)、水酸化ナトリウム(3.8部)、イオン交換水(71.2部)を混合し、80℃に昇温して1時間撹拌することにより、芳香族炭化水素基を含む化合物と、(メタ)アクリル酸誘導体との共重合体の25%水溶液を得た。
ジョンクリル682(25部)水酸化ナトリウム(4.1部)、及びイオン交換水(70.9部)を混合し、80℃に昇温して1時間撹拌することにより、芳香族炭化水素基を含む化合物と、(メタ)アクリル酸誘導体との共重合体の25%水溶液を得た。
ジョンクリル690(25部)水酸化ナトリウム(4.3部)、及びイオン交換水(70.7部)を混合し、80℃に昇温して1時間撹拌することにより、芳香族炭化水素基を含む化合物と、(メタ)アクリル酸誘導体との共重合体の25%水溶液を得た。
ニッコールBPS−30(20部)、及びイオン交換水(80部)を混合し、80℃に昇温して1時間撹拌することにより、ニッコールBPS−30の20%水溶液を得た。
下記表1に記載の各成分と、0.2mm径ガラスビーズとをサンドミルに入れ、水冷下、約15時間分散処理を行った後、イオン交換水100部をさらに加え、水性分散液を得た。得られた水性分散液を、ガラス繊維ろ紙GC−50(ADVANTEC社製)で濾過することにより、色材の含有量が15%の、インクジェット捺染に用いる実施例1〜6の水性分散液をそれぞれ得た。
なお、色材の含有量は、水性分散液の総質量に対する数値である。
DY54:C.I.ディスパースイエロー54。
DR60:C.I.ディスパースレッド60。
DB359:C.I.ディスパースブルー359。
上記の実施例1で得た水性分散液と、下記表2に記載の各成分とを混合し、おおよそ30分間攪拌することにより、インク組成物を得た。得られたインク組成物をガラス繊維ろ紙GC−50(ADVANTEC社製)で濾過することにより、インクジェット捺染に用いる実施例7のインク組成物を調製した。
また、実施例1で得た水性分散液の代わりに、実施例2〜6で得た各水性分散液を用いる以外は上記と同様にして、実施例8〜12のインク組成物をそれぞれ調製した。
なお、下記表2中の「分散液」は、上記実施例1〜4、又は、比較例1〜3により得られた各水性分散液を意味する。
上記実施例1で得た水性分散液の代わりに、比較例1〜3で得た水性分散液を用いる以外は実施例7と同様にして、比較用の比較例4〜6のインクジェット捺染に用いるインク組成物を調製した。
実施例7〜12及び比較例4〜6で調製した各インク組成物について、調製の直後と、密閉容器で60℃で3日間保存した後の2つの時点において、各インク組成物を100mlずつサンプリングし、各インク組成物のサンプルを得た。
サンプリングした各インク組成物の総質量中における、色材の含有量が0.015%になるように、各サンプルをイオン交換水にて希釈し、試験用の各実施例及び比較例の被検液を調製した。
上記のようにして得た各被検液について、平均粒子径D50及びD90を測定した。測定結果は下記表3に示し、数値の単位は「nm」である。平均粒子径の測定には、動的散乱式粒度分布測定装置LB−500(株式会社堀場製作所製)を用いた。
測定した平均粒子径D50、D90について、インク組成物の調製直後と、60℃にて3日間保存後の各測定値の変化率を下記式にて算出し、下記A〜Dの4段階でそれぞれ評価した。
インク組成物の調製直後と、60℃にて3日間保存後の各測定値の間に乖離が少ないほど、保存安定性が優れることを意味する。結果は下記表3に示す。
物性値の変化率=
(保存後の測定値−調製直後の測定値)/(調製直後の測定値)×100%
A:変化率が±7%未満
B:変化率が±7%以上、±10%未満
C:変化率が±10%以上、±15%未満
D:変化率が±15%以上
一方、各比較例は、D50及びD90の両者が「A」のものは無かった。すなわち、D90が「A」であった比較例6のD50は「C」であり、保存安定性は不良であった。また、比較例4はD50及びD90の両者が「B」であったが、各実施例と比較して保存安定性は不良であることが判明した。
Claims (11)
- 水不溶性色材と、少なくとも2種類のアニオン分散剤と、フィトステロール若しくはコレスタノールのアルキレンオキサイド付加物よりなる群から選択される少なくとも1種類の化合物と、水と、を含有し、該アニオン分散剤の少なくとも1種類が、芳香族炭化水素基を含む化合物と、(メタ)アクリル酸誘導体との共重合体である水性分散液。
- 水不溶性色材が、分散染料及び油溶性染料よりなる群から選択される少なくとも1種類の染料である請求項1に記載の水性分散液。
- 請求項1又は2に記載の水性分散液と、少なくとも1種類の水溶性有機溶剤とを含有するインク組成物。
- 25℃における表面張力が20〜40mN/m、25℃における粘度が2〜10mPa・sの範囲である請求項6に記載のインク組成物。
- 請求項3又は4に記載のインク組成物の液滴を記録信号に応じてインクジェットプリンタにより吐出させ、繊維に付着させることにより捺染を行う捺染方法。
- 請求項5に記載の捺染方法により得られる捺染された繊維。
- 請求項6に記載の捺染された繊維に対して、スチーミング又はベーキング処理をさらに行う捺染方法。
- 請求項7に記載の捺染方法により得られる捺染された繊維。
- 請求項3又は4に記載のインク組成物の液滴を記録信号に応じてインクジェットプリンタにより吐出させ、中間記録媒体に付着させて記録画像を得た後、該中間記録媒体における、インク組成物の液滴の付着面に繊維を接触させ、熱処理することにより上記記録画像を繊維に転写する捺染方法。
- 上記繊維が、疎水性繊維又は疎水性繊維を含有する混紡繊維である請求項9に記載の捺染方法。
- 請求項9又は10に記載の捺染方法により得られる捺染された繊維。
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