JP2015117273A - インクジェット捺染用のインク組成物および捺染方法 - Google Patents

インクジェット捺染用のインク組成物および捺染方法 Download PDF

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Abstract

【課題】吐出性に優れ、色再現性および発色性に優れた画像を記録できるインクジェット捺染用のインク組成物、およびこれを用いた捺染方法を提供する。
【解決手段】本発明に係るインクジェット捺染用のインク組成物は、下記条件A、B、Cを満たすそれぞれの染料と、1気圧下での沸点が190℃以上260℃未満である2種類以上の溶媒と、水と、を含んでなるインク組成物であって、前記溶媒は、含窒素複素環式化合物を前記インク組成物の全質量に対して5%質量%以上と、アルキルポリオールを前記インク組成物の全質量に対して5%質量%以上と、を含むことを特徴とする。
A:最大吸収波長が550nm以上750nm以下の範囲
B:最大吸収波長が450nm以上500nm未満の範囲
C:最大吸収波長が400nm以上450nm未満の範囲
【選択図】なし

Description

本発明は、インクジェット捺染用のインク組成物、およびこれを用いた捺染方法に関する。
インクジェット記録方法は、微細なノズルヘッドからインクの小滴を吐出して飛翔させ、紙等の記録媒体に付着させて印刷を行う方法である。この方法は、比較的安価な装置で高解像度かつ高品位な画像を、高速で印刷可能であるという特徴を有する。このようなインクジェット記録方法に使用されるインク組成物には、使用される記録媒体に応じて、多様な色材や溶媒が用いられている。
例えば、特許文献1には、普通紙に画像を印刷する際に使用するインク組成物として、反応染料、有機溶剤、水および界面活性剤等を含有するものが開示されている。特許文献1に記載のインク組成物は、インク保存安定性、記録媒体への浸透性の観点から、エチレングリコールやグリセリン等の有機溶媒を用いている。
一方、特許文献2には、布帛に印刷(いわゆるインクジェット捺染)する際に使用するインク組成物として、反応性染料、親水性有機溶剤、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタンおよび水等を含有するものが開示されている。特許文献2に記載のインク組成物は、乾燥による固形物の発生を防止する等の観点から、プロピレングリコールや2−ピロリドン等の親水性有機溶剤を使用している。
特開2003−12976号公報 特開2002−241639号公報
しかしながら、特許文献1および特許文献2に記載されているインク組成物をインクジェット捺染に使用した場合、記録ヘッドのノズルから吐出されるインクの吐出不良の発生を十分に抑制できない場合があった。具体的には、溶媒の種類によっては染料を十分に溶解することができなかったり、沸点の低い溶媒を用いるとノズル近傍に付着したインクが固化したり、沸点の高い溶媒を用いるとノズル近傍に付着したインクが増粘してしまうことがある。このように、インク組成物に含まれる溶媒の沸点や種類によっては、ノズルの目詰まりを引き起こして、インクの吐出不良の原因となることがある。
また、インクジェット捺染を行う場合に、布帛に付与した染料の染着性を向上させるために、画像を形成した後にスチーミングなどの熱処理を行う場合がある。しかしながら、インク組成物に含まれる溶媒の沸点や種類によっては、熱処理の際に染料の染着を阻害してしまい、画像の発色性の低下が一層顕著になることがある。
ところで、インク組成物を用いて所望の色調を表現する際に、単独の染料を用いることもあるが、色再現性を一層向上させるために、複数の染料を組み合わせて用いることがある。しかしながら、多種多様な色調の染料が存在するため、色再現性に優れた染料の組み合わせを見出すことは困難な場合がある。特に、ブラックの色調を表現する場合には、記録される画像を無彩色に近づけることが必要であるが、このような染料の組み合わせを見
出すことは非常に困難である。
本発明に係る幾つかの態様は、上記課題を解決することで、吐出性に優れ、色再現性および発色性に優れた画像を記録できるインクジェット捺染用のインク組成物、およびこれを用いた捺染方法を提供することにある。
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。
[適用例1]
本発明に係るインクジェット捺染用のインク組成物の一態様は、
下記条件A、B、Cを満たすそれぞれの染料と、1気圧下での沸点が190℃以上260℃未満である2種類以上の溶媒と、水と、を含んでなるインク組成物であって、
前記溶媒は、含窒素複素環式化合物を前記インク組成物の全質量に対して5質量%以上と、アルキルポリオールを前記インク組成物の全質量に対して5%質量%以上と、を含むことを特徴とする。
A:最大吸収波長が550nm以上750nm以下の範囲
B:最大吸収波長が450nm以上500nm未満の範囲
C:最大吸収波長が400nm以上450nm未満の範囲
適用例1のインクジェット捺染用のインク組成物によれば、吐出性に優れ、色再現性および発色性に優れた画像を記録できる。
[適用例2]
適用例1のインクジェット捺染用のインク組成物において、
前記条件Aを満たす染料が、C.I.リアクティブブラック39、C.I.リアクティブブルー49、およびC.I.リアクティブブルー72のうち少なくとも1種を含んでもよく、
前記条件Bを満たす染料が、C.I.リアクティブオレンジ13、およびC.I.リアクティブブラウン11の少なくとも一方を含んでもよく、
前記条件Cを満たす染料が、C.I.リアクティブオレンジ12、C.I.リアクティブオレンジ99、およびC.I.リアクティブイエロー95のうち少なくとも1種を含んでもよい。
[適用例3]
適用例1又は適用例2のインクジェット捺染用のインク組成物において、
前記インク組成物の全質量に対して、前記条件Aを満たす染料の含有量が10質量%以上であり、かつ前記染料の総量が13質量%以上であることができる。
[適用例4]
適用例1ないし適用例3の何れか一例のインクジェット捺染用のインク組成物において、
1気圧下での沸点が260℃以上のアルキルポリオールを実質的に含有しなくてもよい。
[適用例5]
適用例1ないし適用例4の何れか一例のインクジェット捺染用のインク組成物において、
前記条件A、B、Cを満たすそれぞれの染料を10ppmの濃度で含む水溶液とした場
合の最大吸収波長における吸光度が、それぞれ、0.3以上であることができる。
[適用例6]
適用例1ないし適用例5の何れか一例のインクジェット捺染用のインク組成物において、
最大吸収波長が500nm以上550nm未満の範囲にある染料をさらに含んでもよい。
[適用例7]
適用例1ないし適用例6の何れか一例のインクジェット捺染用のインク組成物において、
前記最大吸収波長が500nm以上550nm未満の範囲にある染料が、C.I.リアクティブレッド3:1、C.I.リアクティブレッド24、およびC.I.リアクティブレッド218のうち少なくとも1種を含んでもよい。
[適用例8]
本発明に係る捺染方法の一態様は、
アルカリ剤およびヒドロトロピー剤の少なくとも一方を用いて前処理された布帛に対して、適用例1ないし適用例7の何れか一例に記載のインクジェット捺染用のインク組成物を用いて印捺する工程を含む。
適用例8の捺染方法によれば、吐出性に優れ、色再現性および発色性に優れた画像を記録できる。
実施例において使用した各染料の分光分布を示す図。 実施例および比較例で使用したインク組成物の分光分布を示す図。
以下に本発明の好適な実施の形態について説明する。以下に説明する実施の形態は、本発明の一例を説明するものである。また、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も含む。
以下、インクジェット捺染用のインク組成物、捺染方法に大別してこの順に説明する。本明細書において、「インクジェット捺染」とは、インクジェット方式を利用して記録媒体の一種である布帛(の表面)にインクを記録(印捺)することをいい、インクジェット記録の一種である。「印捺物」および「記録物」とは、記録媒体の一種である布帛(の表面)にインクが記録(印捺)されて画像が形成されたものをいう。
1.インク組成物
本発明の一実施形態に係るインクジェット捺染用のインク組成物は、下記条件A、B、Cを満たすそれぞれの染料と、1気圧下での沸点が190℃以上260℃未満である2種類以上の溶媒と、水と、を含んでなるインク組成物であって、前記溶媒は、含窒素複素環式化合物を前記インク組成物の全質量に対して5%質量%以上と、アルキルポリオールを前記インク組成物の全質量に対して5%質量%以上と、を含むことを特徴とする。
A:最大吸収波長が550nm以上750nm以下の範囲
B:最大吸収波長が450nm以上500nm未満の範囲
C:最大吸収波長が400nm以上450nm未満の範囲
以下、本実施形態に係るインクジェット捺染用のインク組成物に含まれる、染料、溶媒
、水、その他の添加剤の順に説明する。
1.1.染料
本実施形態に係るインクジェット捺染用のインク組成物は、上記の条件A、条件B、条件Cを満たすそれぞれの染料を含有する。以下、上記条件Aを満たす染料を「染料A」、上記条件Bを満たす染料を「染料B」、上記条件Cを満たす染料を「染料C」として説明する。
本実施形態に係るインクジェット捺染用のインク組成物は、可視光の波長域(380nm以上780nm以下)に互いに異なる最大吸収波長を有する3種以上の染料を含有するものである。発明者は、可視光の波長域において、互いに異なる特定の波長域に最大吸収波長を有する染料A、染料B、染料Cを含むインク組成物を用いることで、ブラックの色調の再現性に優れた画像を容易に記録できることを見出した。
本発明において、「ブラックの色調の再現性に優れた画像」とは、CIELAB色空間において、a*値が−5以上5以下の範囲内にあり、b*値が−5以上5以下の範囲内にあり、かつ彩度(C*)が7以下にある画像を指す。なお、彩度(C*)は、等しい明るさの無彩色からの距離で表し、具体的には下記式(i)で算出される値である。
彩度(C*)={(a*2+(b*21/2 ・・・(i)
本発明における「最大吸収波長」とは、可視光の波長域(380nm以上780nm以下)の範囲で最大の吸光度(absorbance、Abs)を示す際の波長(nm)のことをいう。染料の最大吸収波長および吸光度は、分光光度計を用いて、水を溶媒として染料の濃度が10ppmの水溶液を調製し、光路長10mmの石英セルを使用して測定することができる。本測定に使用する分光光度計としては、例えば、日立ハイテクノロジーズ株式会社製のダブルビーム分光光度計U−2900、U−3000、U−3300(いずれも商品名)が挙げられる。
<染料A>
染料Aは、最大吸収波長が550nm以上750nm以下の範囲にある染料である。染料Aの最大吸収波長は、550nm以上750nm以下の範囲にある必要があるが、好ましくは600nm以上700nm以下の範囲にあるものである。染料Aの最大吸収波長が上記範囲内にあることで、他の染料(染料Bや染料C)と相補的に作用して、ブラックの色調の再現性に優れたインク組成物を得ることができる。一方、染料Aの最大吸収波長が550nm未満であると、ブラックの色調を良好に再現することが困難になる。
染料Aには、反応染料を好ましく用いることができ、具体的には、C.I.リアクティブブラック39、C.I.リアクティブブルー49、C.I.リアクティブブルー72等が挙げられる。これらの染料は、1種単独で使用してもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。これらの染料の中でも、染料の分解等が少なく安定性に優れているという点から、C.I.リアクティブブラック39、C.I.リアクティブブルー49が好ましい。また、発色性に優れるという観点から、C.I.リアクティブブラック39が好ましい。
染料Aの最大吸収波長における吸光度(absorbance)は、0.3以上であることが好ましく、0.35以上であることがより好ましい。染料Aの最大吸収波長における吸光度が0.3以上であることで、得られる画像の発色性が優れたものとなる。特に、染料A、染料Bおよび染料Cの最大吸収波長における吸光度が、いずれも、0.3以上のものを使用することで、得られる画像の発色性が一層優れたものとなる。
染料Aの含有量は、インク組成物の全質量(100質量%)に対して、9質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、10質量%以上16質量%以下であることが好ましい。染料Aの含有量が10質量%以上であることで、ブラックの色調の再現性および発色性(発色濃度)が優れたものとなる。
特に、染料Aの含有量がインク組成物の全質量に対して10質量%以上(好ましくは10質量%以上16質量%以下)であり、かつ、インク組成物に含まれる染料の総量がインク組成物の全質量に対して11質量%以上(好ましくは13質量%以上、より好ましくは13質量%以上18質量%以下)であることで、ブラックの色調の再現性および発色性が一層優れたものとなり、かつ信頼性にも優れたものとなる。
<染料B>
染料Bは、最大吸収波長が450nm以上500nm未満の範囲にある染料である。染料Bの最大吸収波長は、450nm以上500nm未満の範囲にある必要があるが、好ましくは460nm以上490nm以下の範囲にあるものである。染料Bの最大吸収波長が上記範囲内にあることで、他の染料(染料Aや染料C)と相補的に作用して、ブラックの色調の再現性に優れたインク組成物を得ることができる。一方、染料Bの最大吸収波長が上記範囲外にあると、ブラックの色調を良好に再現することが困難になる。
染料Bには、反応染料を好ましく用いることができ、具体的には、C.I.リアクティブオレンジ13、C.I.リアクティブブラウン11等が挙げられる。これらの染料は、1種単独で使用してもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。これらの染料の中でも、染料の安定性に優れ、かつブラックの色調の再現性が一層向上するという点から、C.I.リアクティブオレンジ13が好ましい。
染料Bの最大吸収波長における吸光度(absorbance)は、0.3以上であることが好ましく、0.4以上であることがより好ましい。染料Bの最大吸収波長における吸光度が0.3以上であることで、得られる画像の発色性が優れたものとなる。
染料Bの含有量は、インク組成物の全質量(100質量%)に対して、1質量%以上であることが好ましく、1.5質量%以上であることがより好ましく、1.5質量%以上3質量%以下であることが好ましい。染料Bの含有量が上記範囲内にあることで、ブラックの色調の再現性および発色性が優れたものとなる。
<染料C>
染料Cは、最大吸収波長が400nm以上450nm未満の範囲にある染料である。染料Cの最大吸収波長は、400nm以上450nm未満の範囲にある必要があるが、好ましくは400nm以上430nm以下の範囲にあるものである。染料Cの最大吸収波長が上記範囲内にあることで、他の染料(染料Aや染料B)と相補的に作用して、ブラックの色調の再現性に優れたインク組成物を得ることができる。一方、染料Cの最大吸収波長が上記範囲外にあると、ブラックの色調を良好に再現することが困難になる。
染料Cには、反応染料を好ましく用いることができ、具体的には、C.I.リアクティブオレンジ12、C.I.リアクティブオレンジ99、C.I.リアクティブイエロー95等が挙げられる。これらの染料は、1種単独で使用してもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。これらの染料の中でも、ブラックの色調の再現性が一層向上するという点から、C.I.リアクティブオレンジ12が好ましい。
染料Cの最大吸収波長における吸光度(absorbance)は、0.3以上であることが好ましい。染料Cの最大吸収波長における吸光度が0.3以上であることで、得られる画像の
発色性が優れたものとなる。
染料Cの含有量は、インク組成物の全質量(100質量%)に対して、1.5質量%以上であることが好ましく、2質量%以上であることがより好ましく、2質量%以上4質量%以下であることが好ましい。染料Cの含有量が上記範囲内にあることで、ブラックの色調の再現性および発色性が優れたものとなる。
<染料D>
本実施形態に係るインクジェット捺染用のインク組成物は、最大吸収波長が500nm以上550nm未満の範囲にある染料(以下、「染料D」ともいう。)をさらに含有することが好ましい。染料Dの最大吸収波長は、500nm以上550nm未満の範囲にある必要があるが、520nm以上550nm以下の範囲にあることが好ましい。上記染料A,染料B,染料Cに加えて、最大吸収波長の範囲が上記範囲にある染料Dを含有することで、ブラックの色調の再現性および発色性が一層優れたものとなる。
染料Dには、反応染料を好ましく用いることができ、具体的には、C.I.リアクティブレッド3:1、C.I.リアクティブレッド24、C.I.リアクティブレッド218等が挙げられる。これらの染料は、1種単独で使用してもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。これらの染料の中でも、染料の安定性に優れ、ブラックの色調の再現性が一層向上するという点から、C.I.リアクティブレッド3:1が好ましい。
染料Dの最大吸収波長における吸光度(absorbance)は、0.25以上であることが好ましい。染料Dの最大吸収波長における吸光度が0.25以上であることで、得られる画像の発色性が優れたものとなる。
染料Dの含有量は、インク組成物の全質量(100質量%)に対して、1質量%以上であることが好ましく、1.5質量%以上であることがより好ましく、1.5質量%以上3質量%以下であることが好ましい。染料Dの含有量が上記範囲内にあることで、ブラックの色調の再現性および発色性が優れたものとなる。
1.2.溶媒
本実施形態に係るインクジェット捺染用のインク組成物は、1気圧下での沸点(標準沸点)が190℃以上260℃未満である2種類以上の溶媒を含有し、当該溶媒は、窒素複素環式化合物と、アルキルポリオールと、を少なくとも含む。
溶媒の標準沸点は、190℃以上260℃未満である必要があるが、210℃以上250℃以下であることが好ましい。溶媒の標準沸点が上記範囲内にあることで、インクの乾燥性と保湿性のバランスが良好になり、記録ヘッドのノズルの目詰まりを抑制できる。一方、溶媒の標準沸点が190℃未満であると、インクの乾燥性が良好になって画像の記録速度等を向上させるという利点はあるが、記録ヘッドのノズル近傍に付着したインクの乾燥性が高まって、ノズルの目詰まりが発生しやすくなる。また、溶媒の標準沸点が260℃以上であると、ノズル近傍に付着したインクが乾燥することを抑制できるが、ノズル近傍に付着した溶媒の濃度が高まることで増粘して、ノズルの目詰まりが発生しやすくなる。さらに、溶媒の標準沸点が260℃以上であると、後述する熱処理工程おいて溶媒が蒸発しにくくなり布帛に留まることから、染料の染着を阻害して画像の色再現性および発色性の低下を招くという不具合が生じやすい。
標準沸点が190℃以上260℃未満である溶媒の総量は、インク組成物の全質量に対して、5質量%以上25質量%以下であることが好ましく、10質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。当該溶媒の総量が上記範囲内にあることで、インクの乾燥
性と保湿性のバランスが一層良好になる傾向がある。
<含窒素複素環式化合物>
標準沸点が190℃以上260℃未満である含窒素複素環式化合物は、上述した染料の溶解性に優れ、かつ、インク組成物の固化や乾燥を抑制するという機能を備える。
標準沸点が190℃以上260℃未満である含窒素複素環式化合物の具体例としては、N−メチル−2−ピロリドン[204℃]、N−エチル−2−ピロリドン[212℃]、N−ビニル−2−ピロリドン[193℃]、2−ピロリドン[245℃]、5−メチル−2−ピロリドン[248℃]等が挙げられる。括弧内の数値は標準沸点を表す。これらの含窒素複素環式化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
標準沸点が190℃以上260℃未満である含窒素複素環式化合物の含有量は、インク組成物の全質量に対して、5質量%以上である必要があるが、5質量%以上15質量%以下であることが好ましく、5質量%以上10質量%以下であることがより好ましい。含窒素複素環式化合物の含有量が5質量%以上であることで、ノズルの目詰まりの発生を効果的に抑制することができ、15質量%以下であることで、色再現性や発色性が良好な画像を得ることができる。一方、含窒素複素環式化合物の含有量が5質量%未満であると、ノズルの目詰まりの発生が顕著になる。
<アルキルポリオール>
標準沸点が190℃以上260℃未満であるアルキルポリオールは、インク組成物の固化や乾燥を抑制するという機能を備える。
標準沸点が190℃以上260℃未満であるアルキルポリオールの具体例としては、1,2−ブタンジオール[194℃]、1,2−ペンタンジオール[210℃]、1,2−ヘキサンジオール[224℃]、1,2−ヘプタンジオール[227℃]、1,3−プロパンジオール[210℃]、1,3−ブタンジオール[230℃]、1,4−ブタンジオール[230℃]、1,5−ペンタンジオール[242℃]、1,6−ヘキサンジオール[250℃]、2−エチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール[226℃]、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール[230℃]、2−メチル−1,3−プロパンジオール[214℃]、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール[210℃]、3−メチル−1,3−ブタンジオール[203℃]、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール[244℃]、3−メチル−1,5−ペンタンジオール[250℃]、2−メチルペンタン−2,4−ジオール[197℃]、ジエチレングリコール[245℃]、ジプロピレングリコール[232℃]等が挙げられる。なお、括弧内の数値は標準沸点を表す。これらのアルキルポリオールは、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
標準沸点が190℃以上260℃未満であるアルキルポリオールの含有量は、インク組成物の全質量に対して、5質量%以上である必要があるが、5質量%以上15質量%以下であることが好ましく、5質量%以上10質量%以下であることがより好ましい。アルキルポリオールの含有量が5質量%以上であることで、ノズルの目詰まりの発生を効果的に抑制することができ、15質量%以下であることで、色再現性や発色性が良好な画像を得ることができる。一方、アルキルポリオールの含有量が5質量%未満であると、ノズルの目詰まりの発生が顕著になる。
本実施形態に係るインクジェット捺染用のインク組成物は、標準沸点が260℃以上のアルキルポリオールを実質的に含有しないことが好ましい。標準沸点が260℃以上のアルキルポリオールは、染料の染着性を阻害して画像の色再現性や発色性を低下させたり、ノズルの目詰まりの原因になりやすいためである。標準沸点が260℃以上のアルキルポ
リオールの具体例としては、トリエチレングリコール[287℃]、グリセリン[290℃]等が挙げられる。
本発明において、「Aを実質的に含有しない」とは、インクを製造する際にAを意図的に添加しないという程度の意味であり、インクを製造中又は保管中に不可避的に混入又は発生する微量のAを含んでいても構わない。「実質的に含有しない」の具体例としては、たとえば1.0質量%以上含まない、好ましくは0.5質量%以上含まない、より好ましくは0.1質量%以上含まない、さらに好ましくは0.05質量%以上含まない、特に好ましくは0.01質量%以上含まないことである。
<その他の溶媒>
標準沸点が190℃以上260℃未満の溶媒は、上記の含窒素複素環式化合物およびアルキルポリオール以外の溶媒をさらに含んでいてもよい。このような溶媒としては、特に制限されないが、例えば、標準沸点が190℃以上260℃未満のグリコールエーテルやラクトンが挙げられる。グリコールエーテルおよびラクトンは、インクの濡れ性や浸透速度を良好に制御できるため、画像の発色性を向上できる場合がある。標準沸点が190℃以上260℃未満のグリコールエーテルとしては、例えばジエチレングリコールモノブチルエーテル[230℃]が挙げられる。標準沸点が190℃以上260℃未満のラクトンとしては、例えばγ−ブチロラクトン[204℃]が挙げられる。なお、括弧内の数値は標準沸点を表す。
1.3.水
本実施形態に係るインクジェット捺染用のインク組成物は、水を含有する。水は、インク組成物の主となる液媒体である。水は、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水又は超純水のようなイオン性不純物を極力除去したものであることが好ましい。水の含有量は、インク組成物の全質量に対して、例えば50質量%以上とすることができる。
1.4.その他の添加剤
本実施形態に係るインクジェット捺染用のインク組成物は、必要に応じて、界面活性剤、尿素類、糖類、pH調整剤、キレート化剤、防腐剤、防かび剤、防錆剤等を含有してもよい。
<界面活性剤>
界面活性剤は、インク組成物の表面張力を低下させ記録媒体との濡れ性を調整する機能を備える。界面活性剤の中でも、アセチレングリコール系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、およびフッ素系界面活性剤を好ましく用いることができる。
アセチレングリコール系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、サーフィノール104、104E、104H、104A、104BC、104DPM、104PA、104PG−50、104S、420、440、465、485、SE、SE−F、504、61、DF37、CT111、CT121、CT131、CT136、TG、GA、DF110D(以上全て商品名、Air Products and Chemicals. Inc.社製)、オルフィンB、Y、P、A、STG、SPC、E1004、E1010、PD−001、PD−002W、PD−003、PD−004、PD−005、EXP.4001、EXP.4036、EXP.4051、AF−103、AF−104、AK−02、SK−14、AE−3(以上全て商品名、日信化学工業社製)、アセチレノールE00、E00P、E40、E100(以上全て商品名、川研ファインケミカル社製)が挙げられる。
シリコーン系界面活性剤としては、特に限定されないが、ポリシロキサン系化合物が好
ましく挙げられる。当該ポリシロキサン系化合物としては、特に限定されないが、例えばポリエーテル変性オルガノシロキサンが挙げられる。当該ポリエーテル変性オルガノシロキサンの市販品としては、例えば、BYK−306、BYK−307、BYK−333、BYK−341、BYK−345、BYK−346、BYK−348(以上商品名、BYK社製)、KF−351A、KF−352A、KF−353、KF−354L、KF−355A、KF−615A、KF−945、KF−640、KF−642、KF−643、KF−6020、X−22−4515、KF−6011、KF−6012、KF−6015、KF−6017(以上商品名、信越化学工業社製)が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、フッ素変性ポリマーを用いることが好ましく、具体例としては、BYK−340(ビックケミー・ジャパン社製)が挙げられる。
界面活性剤を含有する場合には、その含有量は、インク組成物の全質量に対して、0.05質量%以上1.5質量%以下とすることができる。
<尿素類>
尿素類は、インクの保湿剤として機能したり、染料の染着性を向上させる染着助剤として機能する。尿素類の具体例としては、尿素、エチレン尿素、テトラメチル尿素、チオ尿素、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が挙げられる。尿素類を含有する場合には、その含有量は、インク組成物の全質量に対して、1質量%以上10質量%以下とすることができる。
<糖類>
糖類は、インクの固化、乾燥を抑制する保湿剤として機能する。糖類の具体例としては、グルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、アルドン酸、グルシトール(ソルビット)、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、およびマルトトリオース等が挙げられる。
<pH調整剤>
pH調整剤としては、例えば、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、アンモニア、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、トリスヒドロキシメチルアミノメタン(THAM)、4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジンエタンスルホン酸(HEPES)、モルホリノエタンスルホン酸(MES)、カルバモイルメチルイミノビス酢酸(ADA)、ピペラジン−1,4−ビス(2−エタンスルホン酸)(PIPES)、N−(2−アセトアミド)−2−アミノエタンスルホン酸(ACES)、コラミン塩酸、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−2−アミノエタンスルホン酸(BES)、N−トリス(ヒドロキシメチル)メチル−2−アミノエタンスルホン酸(TES)、アセトアミドグリシン、トリシン、グリシンアミド、ビシン等のグッドバッファー、リン酸緩衝液、トリス緩衝液などが挙げられる。
<キレート化剤>
キレート化剤としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸およびそれらの塩類(エチレンジアミン四酢酸二水素二ナトリウム塩等)等が挙げられる。
<防腐剤、防かび剤>
防腐剤、防かび剤としては、例えば、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、1,2−ジベンゾイソチアゾリン−3−オン(ゼネカ社のプロキセルCRL、プロキセルBDN、プロキセルGXL、プロキセルXL.2、プロキセル
TN、プロキセルLV)、4−クロロ−3−メチルフェノール(バイエル社のプリベントールCMK等)などが挙げられる。
<防錆剤>
防錆剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
<その他>
上記以外の成分として、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、溶解助剤など、インクジェット捺染用のインク組成物において通常用いることができる添加剤を含有してもよい。
1.5.インク組成物の調製方法
本実施形態に係るインク組成物は、前述した成分を任意な順序で混合し、必要に応じて濾過等をして不純物を除去することにより得られる。各成分の混合方法としては、メカニカルスターラー、マグネチックスターラー等の撹拌装置を備えた容器に順次材料を添加して撹拌混合する方法が好適に用いられる。濾過方法としては、遠心濾過、フィルター濾過等を必要に応じて行なうことができる。
1.6.物性
本実施形態に係るインク組成物は、画像品質とインクジェット捺染用のインク組成物としての信頼性とのバランスの観点から、20℃における表面張力が20mN/m以上40mN/mであることが好ましく、23mN/m以上38mN/m以下であることがより好ましい。なお、表面張力の測定は、例えば、自動表面張力計CBVP−Z(商品名、協和界面科学株式会社製)を用いて、20℃の環境下で白金プレートをインクで濡らしたときの表面張力を確認することにより測定することができる。
また、同様の観点から、本実施形態に係るインク組成物の20℃における粘度は、1m.5Pa・s以上10mPa・s以下であることが好ましく、2mPa・s以上8mPa・s以下であることがより好ましい。なお、粘度の測定は、例えば、粘弾性試験機MCR−300(商品名、Pysica社製)を用いて、20℃の環境下での粘度を測定することができる。
2.捺染方法
本実施形態に係る捺染方法は、上述したインクジェット捺染用のインク組成物を布帛に印捺する工程(以下、「印捺工程」ともいう。)を含む。以下、本実施形態に係る捺染方法に含む工程および含み得る工程について、工程毎に説明する。
2.1.前処理工程
本実施形態に係る捺染方法は、布帛にアルカリ剤およびヒドロトロピー剤の少なくとも一方を含有する前処理液を付与する前処理工程を備えていてもよい。これにより染料の染着性が一層向上する。
前処理液を布帛に付与する方法としては、例えば、前処理液中に布帛を浸漬させる方法、前処理液をロールコーター等で塗布する方法、前処理液を噴射する方法(例えば、インクジェット法、スプレー法)等が挙げられ、いずれの方法も使用できる。
前処理液は、アルカリ剤およびヒドロトロピー剤の少なくとも一方を含有する。これらの成分の前処理液中の含有量は、布帛の種類などに応じて適宜設定することができ、特に制限されるものではない。
アルカリ剤は、反応染料を使用する場合に、反応染料の染着性を一層向上させるという点から好ましく使用される。アルカリ剤の具体例としては、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、リン酸三ナトリウム、酢酸ナトリウム等が挙げられる。
ヒドロトロピー剤は、記録される画像の発色性を向上させるという点から好ましく使用される。ヒドロトロピー剤としては、インク組成物で例示した尿素類が挙げられる。
前処理剤は、糊剤を含有してもよい。糊剤としては、トウモロコシ及び小麦などのデンプン物質、カルボキシメチルセルロース及びヒドロキシメチルセルロース等のセルロース系物質、アルギン酸ナトリウム、アラビヤゴム、ローカストビーンガム、トラントガム、グアーガム、及びタマリンド種子などの多糖類、ゼラチン及びカゼイン等のタンパク質、タンニン及びリグニン等の天然水溶性高分子、並びにポリビニルアルコール系化合物、ポリエチレンオキサイド系化合物、アクリル酸系化合物、及び無水マレイン酸系化合物などの合成の水溶性高分子が挙げられる。
前処理剤には、水、糊剤、還元防止剤、防腐剤、防かび剤、キレート化剤、pH調整剤、界面活性剤等、捺染における前処理液に通常用いられる成分を含有してもよい。
本実施形態に係る捺染方法は、前処理液工程の後、布帛に付与された前処理液を乾燥する前処理液の乾燥工程を含んでいてもよい。前処理液の乾燥は、自然乾燥で行ってもよいが、乾燥速度の向上という観点から、加熱を伴う乾燥であることが好ましい。前処理液の乾燥工程において加熱を伴う場合に、その加熱方法は特に限定されるものではないが、例えば、ヒートプレス法、常圧スチーム法、高圧スチーム法、及びサーモフィックス法が挙げられる。また、加熱の熱源としては、以下に限定されないが、例えば赤外線(ランプ)が挙げられる。
本実施形態に係る捺染方法において使用する布帛を構成する素材としては、特に限定されず、例えば、綿、麻、羊毛、絹等の天然繊維、ポリプロピレン、ポリエステル、アセテート、トリアセテート、ポリアミド、ポリウレタン等の合成繊維、ポリ乳酸等の生分解性繊維などが挙げられ、これらの混紡繊維であってもよい。布帛としては、上記に挙げた繊維を、織物、編物、不織布等いずれの形態にしたものでもよい。特に、上述したインクジェット捺染用のインク組成物に反応染料を使用する場合には、染着性の観点から、セルロースを主成分とする繊維(綿、麻、レーヨン等)を含む布帛を使用することが好ましい。
本実施形態に係る捺染方法は、あらかじめ上記のアルカリ剤およびヒドロトロピー剤の少なくとも一方を用いて前処理した布帛を用いて行ってもよい。この場合には、前処理工程を行わなくてもよい場合がある。
2.2.印捺工程
本実施形態に係る捺染方法は、上述したインクジェット捺染用のインク組成物を布帛に印捺する印捺工程を含む。具体的には、インクジェット記録方式により吐出されたインク滴を布帛に付着させて、布帛に画像を形成する。インクジェット記録方式としては、いずれの方式でもよく、荷電偏向方式、コンティニュアス方式、オンデンマンド方式(ピエゾ式、バブルジェット(登録商標)式)などが挙げられる。これらのインクジェット記録方式の中でも、ピエゾ式のインクジェット記録装置を用いる方式が特に好ましい。
2.3.熱処理工程
本実施形態に係る捺染方法は、上記のインク組成物が印捺された布帛を熱処理する熱処理工程を含んでもよい。熱処理工程を行うことにより、染料が繊維に良好に染着する。熱処理工程は従来公知の方法を用いることができ、例えば、HT法(高温スチーミング法)
、HP法(高圧スチーミング法)、サーモゾル法等が挙げられる。
熱処理工程における温度としては、布帛に対するダメージを軽減するという観点から、90℃以上110℃以下の範囲で行われることが好ましい。
2.4.洗浄工程
本実施形態に係る捺染方法は、印捺物を洗浄する洗浄工程を含んでもよい。洗浄工程は、上記の熱処理工程の後に行うことが好ましく、繊維に染着していない染料を効果的に除去することができる。洗浄工程は、例えば水を用いて行うことができ、必要に応じてソーピング処理を行ってもよい。
3.実施例
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
3.1.インクジェット捺染用のインク組成物の調製
表1の組成になるように各成分を容器に入れて、マグネチックスターラーで2時間混合および攪拌した後、孔径5μmのメンブランフィルターで濾過することで、実施例および比較例に係るインク組成物を得た。なお、表1中の数値は、質量%を示し、イオン交換水はインク組成物の全質量が100質量%となるように添加した。
表1において、化合物名以外で記載した成分は次の通りである。
・R.B.39(C.I.リアクティブブラック39、最大吸収波長:610nm、最大吸収波長における吸光度:0.371)
・R.B.49(C.I.リアクティブブルー49、最大吸収波長:587nm、最大吸収波長における吸光度:0.16)
・R.B.72(C.I.リアクティブブルー72、最大吸収波長:668nm、最大吸収波長における吸光度:0.524)
・R.R.3:1(C.I.リアクティブレッド3:1、最大吸収波長:535nm、最大吸収波長における吸光度:0.288)
・R.R.24(C.I.リアクティブレッド24、最大吸収波長:535nm、最大吸収波長における吸光度:0.359)
・R.R.218(C.I.リアクティブレッド218、最大吸収波長:548nm、最大吸収波長における吸光度:0.440)
・R.O.13(C.I.リアクティブオレンジ13、最大吸収波長:489nm、最大吸収波長における吸光度:0.448)
・R.B.11(C.I.リアクティブブラウン11、最大吸収波長:463nm、最大吸収波長における吸光度:0.287)
・R.O.12(C.I.リアクティブオレンジ12、最大吸収波長:420nm、最大吸収波長における吸光度:0.348)
・R.O.99(C.I.リアクティブオレンジ99、最大吸収波長:420nm、最大吸収波長における吸光度:0.323)
・R.Y.95(C.I.リアクティブイエロー95、最大吸収波長:422nm、最大吸収波長における吸光度:0.375)
・DEGmBE(ジエチレングリコールモノブチルエーテル、標準沸点230℃)
・オルフィンPD−002W(商品名、日信化学工業社製、アセチレングリコール系界面活性剤)
・プロキセルXL2(商品名、アーチ・ケミカルズ社製)
染料の最大吸収波長および最大吸収波長における吸光度は、ダブルビーム分光光度計 U−3300(商品名、日立ハイテクノロジーズ株式会社製)を用いて、水を溶媒として染料の濃度が10ppmの水溶液を調製し、光路長10mmの石英セルを使用して測定した。また、このようにして得られた各染料の分光分布を図1に示す。
3.2.前処理液の調製
ポリオキシエチレンジイソプロピルエーテル(オキシエチレン=30モル)を5質量部、エーテル化カルボキシメチルセルロースを5質量部、尿素(ヒドロトロピー剤)100質量部、m−ベンゼンスルホン酸ナトリウム10質量部をよく混合した後、イオン交換水1000質量部に少量ずつ添加しながら60℃下で30分攪拌する。その後、炭酸ナトリウム(アルカリ剤)30質量部を攪拌されている溶液にさらに加えて10分攪拌し、この溶液を孔径10μmのメンブレンフィルターで濾過することにより前処理液を得た。
3.3.評価方法
3.3.1.発色性(発色濃度)
上記のようにして得られた前処理液を布帛(綿100%)に塗布して、マングルにてピックアップ率20%で絞って乾燥させた。その後、インクジェットプリンターPX−G930(セイコーエプソン株式会社製)のカートリッジに上記のインク組成物を充填し、前処理を行った布帛にインク組成物を付着させて画像を印捺した。画像解像度は1440×720dpiとした。画像の印捺された布帛に対して102℃で10分間スチーミングを行った後、ラッコールSTA(明成化学株式会社製、界面活性剤)を0.2質量%含む水溶液を用いて90℃で10分間洗浄し、乾燥させたものを評価サンプルとした。
発色性の評価は、測色器(商品名「Gretag Macbeth Spectrolino」、X−RITE社製)で画像のOD値(発色濃度)を測定することで行い、測定されたOD値に基づいて画像の発色性を評価した。評価基準は次の通りであり、評価結果を表1に示す。
A:OD値が1.7以上
B:OD値が1.65以上1.7未満
C:OD値が1.6以上1.65未満
D:OD値が1.6未満
3.3.2.色相
上記の「3.3.1.発色性(発色濃度)」で得られた評価サンプルを用いて、測色器(商品名「Gretag Macbeth Spectrolino」、X−RITE社製)で画像のL*、a*、b*値を測定し、得られた値に基づいて、色相の判定を行った。
A:−3<a*<3、−3<b*<3、かつC*<4
B:−4<a*<4、−4<b*<4、かつC*<5.5
C:−5<a*<5、−5<b*<5、かつC*<7
D:5≦|a*|、5≦|b*|、または7≦|C*|
3.3.3.目詰まり信頼性
インクジェットプリンターPX−G930(セイコーエプソン株式会社製)のカートリッジに上記のインク組成物を充填した。充填後、ノズルチェックパターンを印刷して充填不良・ノズル目詰まりのないことを確認してから、ヘッドをホームポジションに戻した状態(すなわちヘッドノズル面にヘッドキャップをした状態)にして、35℃/40%RHの環境下で一週間放置した。放置後、ノズルチェックパターンを印刷してノズルの吐出状況を観察することで、インク組成物のインクジェットヘッドの目詰まり性を評価した。そ
の評価基準を以下に示すと共に、その評価結果を表1に示す。
A:クリーニング動作が1回で、全ノズルからインク組成物が正常吐出された
B:クリーニング動作が2回〜5回の範囲内で、全ノズルからインク組成物が正常吐出された
C:クリーニング動作が6回〜10回の範囲内で、全ノズルからインク組成物が正常吐出された
D:全ノズルからインク組成物が正常吐出されるまでにクリーニング動作が11回以上必要、あるいはクリーニング動作を11回以上行っても正常吐出されないノズルがあった
3.3.4.アブノーマル目詰まり信頼性
上記の「目詰まり信頼性」の評価と同様に、インクジェットプリンターPX−G930(セイコーエプソン株式会社製)のカートリッジに上記のインク組成物を充填し、ノズルチェックパターンを印刷して充填不良・ノズル目詰まりのないことを確認した。そして、本試験では、プリンターヘッドのキャップを外した状態(すなわちヘッドノズル面が乾燥しやすい状態)にして、25℃/40%RHの環境下で一週間放置した。放置後、必要に応じてクリーニング動作を行ってノズルチェックパターンを印刷してノズルの吐出状況を観察することで、インク組成物のインクジェットヘッドの目詰まり性を評価した。その評価基準を以下に示すと共に、その評価結果を表1に示す。
A:クリーニング動作が1回以内で、全ノズルからインク組成物が正常吐出された
B:クリーニング動作が2回〜5回の範囲内で、全ノズルからインク組成物が正常吐出された
C:クリーニング動作が6回〜10回の範囲内で、全ノズルからインク組成物が正常吐出された
D:全ノズルからインク組成物が正常吐出されるまでにクリーニング動作が11回以上必要、あるいはクリーニング動作を11回以上行っても正常吐出されないノズルがあった
3.3.5.連続吐出安定性
インクジェットプリンターPX−G930(セイコーエプソン株式会社製)のカートリッジに上記のインク組成物を充填後、A4判普通紙に1000枚の連続ベタ印字を行い、クリーニング動作を行なわずに連続で印刷できる枚数の平均値を求め、下記判定基準により評価した。また、評価結果を表1に示す。
<試験方法>
(1)印刷中、印刷不備(ドットの乱れ、抜け、曲り)が発生した段階で印刷を中断し、クリーニング動作を行い回復させる。回復に複数回のクリーニングを要した場合は、複数回のクリーニング動作を合わせて不備1回とみなす。
(2)インクカートリッジのインクエンドによる印刷の一時停止の場合、または明らかにインクエンドが原因と判断できる印刷不備の場合はノーカウントとし、速やかにインクカートリッジを交換して、印刷を再開させる。
<判定基準>
A:平均連続印刷枚数が、80枚以上
B:平均連続印刷枚数が、40枚以上80枚未満
C:平均連続印刷枚数が、20枚以上40枚未満
D:平均連続印刷枚数が、20枚未満
3.4.評価結果
上記の評価試験の結果を表1に示す。
表1から明らかなように、特定の波長域に最大吸収波長を有する染料A、染料B、染料Cを組み合わせ、かつ標準沸点が190℃以上260℃未満のアルキルポリオールおよび含窒素複素環式化合物をそれぞれ5質量%以上含有することで、発色性およびブラックの色調の再現性に優れ、目詰まりの発生の抑制されたインクジェット捺染用のインク組成物を得ることができた(実施例1〜実施例14参照)。
実施例1と比較例5のインク組成物の分光分布を図2に示す。実施例1のインクは染料A、染料B、染料Cの各染料の3種類の組み合わせにより構成され、かつ、各吸収波長の差が比較的小さいので、ムラのない安定した色再現性を有する。一方、比較例5のインクは、染料Aと染料Cの2種類のみから構成されているため、2種類の染料の最大吸収波長の間に大きな谷の部分が存在し、色再現性に関して不安定な色相となっている。なお、実施例1および比較例5のインク組成物の分光分布は、各インク組成物をそれぞれ4000倍に水で希釈したものを用いて、ダブルビーム分光光度計 U−3300(商品名、日立ハイテクノロジーズ株式会社製)によって光路長10mmの石英セルを使用して測定した。
一方、比較例1で使用したインク組成物は、標準沸点が190℃以上260℃未満のアルキルポリオールの含有量が5質量%未満であるため、目詰まりの発生が顕著になることがわかった。また、比較例2で使用したインク組成物は、標準沸点が190℃以上260℃未満の含窒素複素環化合物の含有量が5質量%未満であるため、目詰まりの発生が顕著になることがわかった。さらに、比較例3で使用したインク組成物は、標準沸点が190℃以上260℃未満のアルキルポリオールおよび含窒素複素環化合物の含有量がいずれも5質量%未満であるため、目詰まりの発生が特に顕著になることがわかった。また、比較例4および比較例5で使用したインク組成物は、特定の波長域に最大吸収波長を有する染料を2種類のみ用いたものであるため、ブラック色の色再現性に優れないことがわかった。
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

Claims (8)

  1. 下記条件A、B、Cを満たすそれぞれの染料と、1気圧下での沸点が190℃以上260℃未満である2種類以上の溶媒と、水と、を含んでなるインク組成物であって、
    前記溶媒は、含窒素複素環式化合物を前記インク組成物の全質量に対して5質量%以上と、アルキルポリオールを前記インク組成物の全質量に対して5%質量%以上と、を含むことを特徴とする、インクジェット捺染用のインク組成物。
    A:最大吸収波長が550nm以上750nm以下の範囲
    B:最大吸収波長が450nm以上500nm未満の範囲
    C:最大吸収波長が400nm以上450nm未満の範囲
  2. 前記条件Aを満たす染料が、C.I.リアクティブブラック39、C.I.リアクティブブルー49、およびC.I.リアクティブブルー72のうち少なくとも1種を含み、
    前記条件Bを満たす染料が、C.I.リアクティブオレンジ13、およびC.I.リアクティブブラウン11の少なくとも一方を含み、
    前記条件Cを満たす染料が、C.I.リアクティブオレンジ12、C.I.リアクティブオレンジ99、およびC.I.リアクティブイエロー95のうち少なくとも1種を含む、請求項1に記載のインクジェット捺染用のインク組成物。
  3. 前記インク組成物の全質量に対して、前記条件Aを満たす染料の含有量が10質量%以上であり、かつ前記染料の総量が13質量%以上である、請求項1又は請求項2に記載のインクジェット捺染用のインク組成物。
  4. 1気圧下での沸点が260℃以上のアルキルポリオールを実質的に含有しない、請求項1ないし請求項3の何れか一項に記載のインクジェット捺染用のインク組成物。
  5. 前記条件A、B、Cを満たすそれぞれの染料を10ppmの濃度で含む水溶液とした場合の最大吸収波長における吸光度が、それぞれ、0.3以上である、請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載のインクジェット捺染用のインク組成物。
  6. 最大吸収波長が500nm以上550nm未満の範囲にある染料をさらに含む、請求項1ないし請求項5の何れか一項に記載のインクジェット捺染用のインク組成物。
  7. 前記最大吸収波長が500nm以上550nm未満の範囲にある染料が、C.I.リアクティブレッド3:1、C.I.リアクティブレッド24、およびC.I.リアクティブレッド218のうち少なくとも1種を含む、請求項6に記載のインクジェット捺染用のインク組成物。
  8. アルカリ剤およびヒドロトロピー剤の少なくとも一方を用いて前処理された布帛に対して、請求項1ないし請求項7の何れか一項に記載のインクジェット捺染用のインク組成物を用いて印捺する工程を含む、捺染方法。
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