JP2019011528A - 処理液組成物、およびインクジェット捺染方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ポリエステル布帛に対し、顔料の裏抜けの発生を低減し、発色性を向上させる処理液組成物、およびインクジェット捺染方法を提供すること。
【解決手段】本発明の処理液組成物は、インクジェット顔料捺染において、布帛2に付着して用いる処理液組成物であって、カチオン性化合物と、ポリビニルピロリドン類、ポリエチレンオキサイド類、カルボキシメチルセルロース類、ヒドロキシエチルセルロース類、ポリビニルアルコール類から選択される少なくとも1種の化合物と、水と、を含有し、布帛2がポリエステルを含む。
【選択図】なし

Description

本発明は、処理液組成物、およびインクジェット捺染方法に関する。
ポリエステル繊維を含む布帛は、耐久性の高さや吸湿性の低さ(速乾性)などの理由から、近年、スポーツウェアなどに広範に用いられている。従来、このようなポリエステル布帛に対して、インクジェット捺染を行う前に前処理を施す技術が知られていた。例えば、特許文献1および特許文献2には、染料インクのインクジェット捺染において、ポリエステル繊維からなる布帛に用いる布帛処理剤などが提案されている。
また、顔料インクによるインクジェット捺染は、染料インクと比べて、染着工程や洗浄工程などの工程の簡略化が可能であり、主として綿布帛などに対して用途が拡大している。従来、このような顔料インクのインクジェット捺染においても、綿布帛などに前処理を施す技術が知られていた。例えば、特許文献3には、顔料インクのインクジェット捺染に用いる、多価金属塩とポリアクリルアミドなどとを含む前処理剤が提案されている。
特開2000−110084号公報 特開平11−269783号公報 特開2009−299240号公報
昨今では、顧客の嗜好の多様性に応えるため、予め着色されたポリエステルなどの布帛(生地)に、インクジェット捺染によって画像や図柄などを形成する技術が希求されている。しかしながら、特許文献1に記載の布帛処理剤、および特許文献2に記載の処理水性液では、予め濃色に着色された生地に対して、発色性を向上させて捺染を行うことが難しいという課題があった。詳しくは、特許文献1および特許文献2に提案されている技術では、色材に染料を用いることから、生地の色が濃色であると、捺染を行っても生地の色が隠蔽されにくく、形成された画像などに生地の色が影響することがあった。そのため、生地に抜染を行う方法を用いると、捺染工程が煩雑となりやすく、インクジェット捺染による簡便性が損なわれる可能性があった。
また、特許文献3に記載の前処理剤では、ポリエステル布帛に対して、発色性が向上しにくくなる可能性があるという課題があった。詳しくは、予め黒色に着色された綿100%のTシャツに対して、水性溶液の前処理剤を塗布し、白インク(白色顔料インク)をインクジェット捺染にて印刷している。ところが、ポリエステル布帛は、繊維の親水性が綿と比べて低いことから、水性の前処理剤がポリエステルの繊維にはじかれやすく、繊維に定着しにくくなる場合があった。そのため、ポリエステル布帛では、目止めや下地の隠蔽といった前処理剤としての機能が、発現されにくくなるおそれがあった。特に、ポリエステル繊維を含むスポーツウェアなどに用いられる布帛は、通気性を向上させるために、編み目が比較的に大きく(粗く)形成されている。このような編み目の大きな布帛において、前処理剤の定着性が充分でないと、前処理剤の成分が編み目の内部に没入しやすく、前処理を施しても顔料の裏抜けが悪化する可能性があった。
すなわち、濃色に着色されたポリエステル布帛に対しても、裏抜けの発生を低減し、発色性を向上させる技術が求められていた。
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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例]本適用例に係る処理液組成物は、インクジェット顔料捺染において、布帛に付着して用いる処理液組成物であって、カチオン性化合物と、ポリビニルピロリドン類、ポリエチレンオキサイド類、カルボキシメチルセルロース類、ヒドロキシエチルセルロース類、ポリビニルアルコール類から選択される少なくとも1種の化合物と、水と、を含有し、布帛がポリエステルを含む。
本適用例によれば、予め濃色に着色されたポリエステル布帛などのポリエステルを含む布帛に対し、インクジェット顔料捺染を用いて、顔料の裏抜けの発生を低減し、発色性を向上させることができる。詳しくは、ポリビニルピロリドン類、ポリエチレンオキサイド類、カルボキシメチルセルロース類、ヒドロキシエチルセルロース類、ポリビニルアルコール類は、高分子鎖がポリエステルを含む布帛の繊維に絡まりやすくなる。また、上記の化合物を含むと、処理液組成物の粘度が比較的に増大する傾向がある。これらにより、処理液組成物が布帛の編み目に没入しにくくなり、目止め効果が増大されて、従来よりもポリエステル布帛の表面に、処理液組成物の成分が保持されやすくなる。そのため、ポリエステル布帛に対する処理液組成物の定着性が向上し、処理液組成物がポリエステル布帛の繊維を被覆した状態となる。これによって、インクジェット顔料捺染を行う場合に、従来と比べて、処理液組成物の目止めや凝集などの機能が発現されやすくなる。さらには、処理液組成物で疎水性のポリエステルを被覆することにより、上記の化合物が、ポリエステルと顔料インクとの間に介在して、ポリエステル布帛と顔料インクとの親和性が向上する。すなわち、処理液組成物によって、ポリエステル布帛の表面側に、顔料などが保持されて裏抜けの発生が低減されると共に、カチオン性化合物の作用で顔料が凝集することによって、濃色に着色された生地においても従来より発色性を向上させることができる。
ポリビニルピロリドン類、ポリエチレンオキサイド類、カルボキシメチルセルロース類、ヒドロキシエチルセルロース類、ポリビニルアルコール類は、比較的に高い水溶性を有しているため、水溶性が比較的に低い場合と比べて、高い分子量を採用することが可能となる。分子量が高くなると分子鎖が長くなり、ポリエステル布帛の繊維にさらに絡まりやすくなり、ポリエステル布帛に対する定着性をより向上させることができる。
上記適用例に記載の処理液組成物は、白色顔料インクを捺染するために用いられることが好ましい。
これによれば、ポリエステル布帛に対し、白色顔料インクを用いて、従来よりも発色性に優れた下地層を形成することができる。そのため、下地層の上に、所望の色調の画像や図柄などを、さらに形成することができる。また、白色顔料の発色性が向上することから、白色顔料インクの塗布量を削減して、裏抜けの発生を低減することができる。
上記適用例に記載の処理液組成物において、布帛が、着色された布帛であることが好ましい。
これによれば、インクジェット顔料捺染を行うと、顔料の発色性が向上するため、生地色が隠蔽されて、生地色の干渉が抑えられる。すなわち、着色されたポリエステル布帛に対して、好適に用いることができる。また、着色された布帛を採用することで、顧客の嗜好に合わせた印捺物(製品)を提供することができる。
上記適用例に記載の処理液組成物において、カチオン性化合物が、多価金属塩、カチオン性ポリマーのうちの少なくとも1種であることが好ましい。
これによれば、顔料などの凝集が促進されて、顔料の発色性をいっそう向上させることができる。
上記適用例に記載の処理液組成物において、ポリビニルピロリドン類、ポリエチレンオキサイド類、カルボキシメチルセルロース類、ヒドロキシエチルセルロース類、ポリビニルアルコール類から選択される少なくとも1種の化合物の含有量が、処理液組成物の全質量に対し、0.5質量%以上、6.0質量%以下であることが好ましい。
これによれば、編み目が比較的に大きなポリエステル布帛に対しても、処理液組成物としての目止め効果が発現すると共に、発色性をより向上させることができる。また、処理液組成物を付着させたポリエステル布帛が硬くなることを抑えて、風合いを維持することができる。
上記適用例に記載の処理液組成物において、さらに樹脂微粒子を含有することが好ましい。
これによれば、ポリエステル布帛に対して、目止め効果をさらに向上させることができる。また、処理液組成物の成分や顔料の定着性がさらに向上することから、インクジェット顔料捺染を施した印捺物において、摩擦堅牢性や洗濯堅牢性を向上させることができる。
[適用例]本適用例に係るインクジェット捺染方法は、上記適用例に記載の処理液組成物を、布帛に付着させる工程を備えている。
本適用例によれば、ポリエステル布帛に対して、裏抜けの発生を低減し、発色性を向上させるインクジェット捺染方法を提供することができる。また、インクジェット捺染を用いることから、アナログ捺染では必要な版が不要となるなど、多品種少量生産への対応が容易になると共に、高精細な画像などを形成することができる。
上記適用例に記載のインクジェット捺染方法は、処理液組成物を布帛に付着させる工程の後に、140℃以下の温度で加熱する工程を備えることが好ましい。
これによれば、ポリエステル布帛(生地)が分散染料(昇華性染料)を用いて予め着色されていても、加熱による生地色の劣化を抑えて、処理液を乾燥させることができる。詳しくは、加熱温度を140℃以下とすることにより、生地に対して予め染色された分散染料が昇華することを抑えて、生地色の退色を抑制することができる。また、140℃以下の比較的に低温の加熱であっても、顔料の発色性を向上させることができる。
上記適用例に記載のインクジェット捺染方法は、処理液組成物が付着した領域へ、白色顔料インクをインクジェット法にて付着させる工程を備えていることが好ましい。
これによれば、従来よりも発色性に優れた白色の下地層と、下地層の上に、所望の色調の画像や図柄などと、を形成するためのインクジェット捺染方法を提供することができる。
上記適用例に記載のインクジェット捺染方法は、白色顔料インクの布帛に対する付着量が、500g/m2以下であることが好ましい。
これによれば、白色顔料の発色性を確保した上で、白色顔料インクの付着量を低減して裏抜けの発生を抑えることができる。
実施形態に係るインクジェット捺染装置を示す概略斜視図。
以下、本発明の実施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、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは思想に反しない範囲で適宜変更が可能であり、そのような変更を伴う処理液組成物およびインクジェット捺染方法もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
<処理液組成物>
本実施形態の処理液組成物(以降、単に「処理液」ともいう。)は、顔料インク組成物を塗工(捺染)して印捺物を製造する際に、印捺物の基材となるポリエステルを含む布帛(以降、単に「ポリエステル布帛」ともいう。)などに対して、予め付着させて用いる。また、顔料インク組成物を捺染する塗布方法には、インクジェット法を採用する。インクジェット法とは、インクジェットプリンターなどのインクジェットヘッドから、インク組成物の微小な液滴を吐出させる方法である。該方法を採用した捺染をインクジェット捺染といい、特に、顔料インク組成物を用いる場合を、インクジェット顔料捺染という。以下、本実施形態に係る処理液に含有される各成分から説明する。なお、本実施形態の顔料インク組成物には、水系の顔料インク組成物(以降、単に「顔料インク」ともいう。)を例に挙げる。
本実施形態に係る処理液は、インクジェット顔料捺染において、布帛に付着して用いる処理液組成物であって、カチオン性化合物と、ポリビニルピロリドン類、ポリエチレンオキサイド類、カルボキシメチルセルロース類、ヒドロキシエチルセルロース類、ポリビニルアルコール類から選択される少なくとも1種の化合物と、水と、を含有し、布帛がポリエステルを含む。
[カチオン性化合物]
カチオン性化合物は、顔料インク中の成分を凝集させる機能を有している。すなわち、印捺物を製造する際に、処理液を付着させた布帛へ顔料インクを捺染すると、処理液に含まれていたカチオン性化合物が、顔料インク中の顔料や樹脂微粒子などに作用することによって、顔料が凝集する。そのため、印捺物における顔料の発色を向上させることができる。これに加えて、カチオン性化合物は、顔料インクの粘度を高める機能も有している。そのため、顔料インクの布帛内部への過剰な浸透が抑制されると共に、にじみやブリードの発生を低減することができる。
上述したカチオン性化合物の機能は、顔料インクに含まれる成分の表面電荷の中和、あるいは顔料インクのpHを変化させる作用に由来している。これらの作用により、顔料インク中の顔料などを凝集または析出させたり、顔料インクを増粘させたりすることが可能となる。
カチオン性化合物としては、多価金属塩、カチオン性ポリマーのうちの少なくとも1種を用いることが好ましい。これらを用いることにより、顔料などの凝集が促進されて、顔料の発色性をいっそう向上させることができる。これらのカチオン性化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
多価金属塩は、2価以上の多価金属カチオン、および該多価金属カチオンと塩を形成するアニオンを含み、水溶性を有する化合物である。2価以上の多価金属カチオンとしては、例えば、Ca2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Zn2+、Ba2+などの2価金属イオン、Al3+、Fe3+、Cr3+などの3価金属イオンが挙げられる。また、アニオンとしては、例えば、Cl-、I-、Br-、SO4 2-、CO3 2-、ClO3 -、NO3 -、HCOO-、CH3COO-などが挙げられる。このような多価金属カチオンとアニオンとを組み合わせた多価金属塩の中でも、処理液の安定性や凝集作用の発現の効力の観点から、塩化カルシウム、硝酸カルシウムなどのカルシウム塩を用いることがより好ましく、塩化カルシウムを用いることがさらに好ましい。塩化カルシウムとしては、例えば、塩化カルシウム2水和物を用いることができる。多価金属塩は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
多価金属塩の他に、多価金属塩以外の金属塩を用いてもよい。このような金属塩としては、Na-、K-などの1価の金属カチオンと、上記アニオンとを組み合わせた、硫酸ナトリウム、硫酸カリウムなどが挙げられる。
カチオン性ポリマーとしては、例えば、カチオン性の、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂、アリルアミン系樹脂などが挙げられる。
カチオン性のウレタン系樹脂としては、公知のものや市販品が採用可能である。カチオン性のウレタン系樹脂としては、例えば、水や有機溶剤などの溶媒に溶解したものを用いることが可能であり、水溶性であることが好ましい。このようなカチオン性のウレタン系樹脂としては、例えば、ハイドラン(登録商標)CP−7010、7120、7030、7040、7050、7060、7610(以上商品名、大日本インキ化学工業社)などが挙げられる。
カチオン性のオレフィン系樹脂としては、オレフィン系単量体に由来する、エチレン鎖、プロピレン鎖などの構造を主骨格として有する高分子化合物である。カチオン性のオレフィン系樹脂は、公知のものや市販品が採用可能であり、例えば、水や有機溶剤などの溶媒に溶解したものを用いることが可能であり、水溶性であることが好ましい。
カチオン性のアリルアミン系樹脂としては、公知のものが採用可能であり、例えば、ポリアリルアミン塩酸塩、ポリアリルアミンアミド硫酸塩、アリルアミン塩酸塩−ジアリルアミン塩酸塩共重合体、アリルアミン酢酸塩−ジアリルアミン酢酸塩共重合体、アリルアミン塩酸塩−ジメチルアリルアミン塩酸塩共重合体、アルルアミン−ジメチルアリルアミン共重合体、ポリジアリルアミン塩酸塩、ポリメチルジアリルアミン塩酸塩、ポリメチルジアリルアミンアミド硫酸塩、ポリメチルジアリルアミン酢酸塩、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ジアリルアミン酢酸塩−二酸化硫黄共重合体、ジアリルメチルエチルアンモニウムエチルサルフェイト−二硫化硫黄共重合体、メチルジアリルアミン塩酸塩−二硫化硫黄共重合体、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド二硫化硫黄共重合体、ジアリルジメチルアンモニウムクロリドアクリルアミド共重合体などが挙げられる。
このようなカチオン性のアリルアミン系樹脂としては、市販品を用いてもよく、例えば、PAA−HCL−01、03、05、3L、10L、PAA−H−HCL、PAA−SA、PAA−01、03、05、08、15、15C、25、PAA−H−10C、PAA−D11−HCL、PAA−D41−HCL、PAA−D19−HCL、PAS−21CL、22SA、92、92A、PAS−M−1、1L、1A、PAS−H−1L、5L、10L、PAS−J−81、81L(以上商品名、ニットーボーメディカル社)、ハイモロック(登録商標)NEO−600、Q−101、Q−311、Q−501、ハイマックス SC−505(以上商品名、ハイモ社)などが挙げられる。
カチオン性ポリマーとしては、上述した中でも水溶性の化合物であることが好ましい。
また、上述したカチオン性樹脂や多価金属塩の他に、その他のカチオン性化合物として、カチオン性界面活性剤、無機酸または有機酸などを用いてもよい。
カチオン性界面活性剤としては、例えば、第1級、第2級、第3級アミン塩化合物、アルキルアミン塩、ジアルキルアミン塩、脂肪族アミン塩、ベンザルコニウム塩、第4級アンモニウム塩、第4級アルキルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、オニウム塩、イミダゾリニウム塩などが挙げられる。このようなカチオン性界面活性剤の具体的としては、例えば、ラウリルアミン、ヤシアミン、ロジンアミンなどの塩酸塩または酢酸塩など、ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド(ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド)、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド(セチルトリメチルアンモニウムクロリド)、ベンジルトリブチルアンモニウムクロリド、塩化ベンザルコニウム、ジメチルエチルラウリルアンモニウムエチル硫酸塩、ジメチルエチルオクチルアンモニウムエチル硫酸塩、セチルピリジニウムクロリド、セチルピリジニウムブロマイド、ジヒドロキシエチルラウリルアミン、デシルジメチルベンジルアンモニウムクロリド、ドデシルジメチルベンジルアンモニウムクロリド、テトラデシルジメチルアンモニウムクロリド、ヘキサデシルジメチルアンモニウムクロリド、オクタデシルジメチルアンモニウムクロリドなどが挙げられる。なお、カチオン性界面活性剤は、後述の界面活性剤として用いることもできる。
無機酸または有機酸としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸などの無機酸、ポリアクリル酸、酢酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、グルタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、スルホン酸、オルトリン酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ピリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸などの有機酸、これらの化合物の誘導体、またはこれらの塩などが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
その他のカチオン性化合物として、例えば、チョーク、カオリン、焼成クレー、タルク、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、合成シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、セリサイト、ホワイトカーボン、サポナイト、カルシウムモンモリロナイト、ソジウムモンモリロナイト、ベントナイトなどの無機顔料、アクリル系プラスチックピグメント、尿素高分子化合物などの有機顔料を用いてもよい。
処理液に含まれるカチオン性化合物の含有量は、特に限定されないが、処理液の全質量に対して、0.1質量%以上、40質量%以下が好ましく、より好ましくは、2質量%以上、25質量%以下であり、さらにより好ましくは、5質量%以上、20質量%以下であり、特により好ましくは、10質量%以上、20質量%以下である。カチオン性化合物の含有量を上記の範囲とすることにより、処理液におけるカチオン性化合物の析出や分離などを抑えて、印捺物における顔料の裏抜けの発生を低減し、顔料の発色性、洗濯堅牢性、摩擦堅牢性を向上させることができる。ここで、顔料の裏抜けとは、捺染を施した布帛の、顔料インクを塗布した面(おもて面)と対向する面(裏面)において、おもて面側から裏面側に、顔料などがしみ出てきている状態をいう。特に、布帛が白地の場合や、着色された布帛に白顔料を用いる場合に、裏抜けが目立つことがある。
[特定の化合物]
ポリビニルピロリドン類、ポリエチレンオキサイド類、カルボキシメチルセルロース類、ヒドロキシエチルセルロース類、ポリビニルアルコール類(以降、以上の化合物を、「特定の化合物」ということもある。)は、水溶性高分子化合物であることが好ましく、これらは、処理液中に溶解した状態で存在していることが好ましい。このような特定の化合物は、高分子鎖がポリエステル布帛の繊維に絡まりやすくなることに加えて、処理液の粘度を比較的に増大させる傾向がある。これにより、上記特定の化合物は、処理液が付着された場合に、処理液をポリエステル布帛の表面に保持されやすくする機能を有している。この機能により、処理液を付着したポリエステル布帛にインクジェット顔料捺染を施すと、顔料の裏抜けの発生を低減し、発色性を向上させることができる。
なお、本明細書において、「水溶性」とは、20℃のイオン交換水に対して、3質量%以上溶解することが可能な特性をいう。
特定の化合物の含有量は、処理液の全質量に対し、0.5質量%以上、6.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以上、5.5質量%以下がより好ましく、さらにより好ましくは1.5質量%以上、4.5質量%以下である。含有量を上記の範囲とすることにより、編み目が比較的に大きなポリエステル布帛に対しても、処理液としての目止め効果が発現すると共に、発色性をより向上させることができる。また、処理液を付着させたポリエステル布帛が硬くなることを抑えて、風合いを維持することができる。
ポリエチレンオキサイド類としては、市販品を用いてもよく、例えば、ペオ(登録商標)−1、2、3、4、8、15、18、27、29(以上商品名、住友精化社)、アルコックス(登録商標)L−6、L−8、L−11、E−30、E−45、E−60、E−75、E−100、E−160、E−240、E−300、R−150、R−400、R−1000(以上商品名、明成化学工業社)などが挙げられる。
また、ポリエチレンオキサイド類としては、ホモポリマーに限定されず、例えば、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共重合体のように、エチレンオキサイドと他のモノマーとの共重合体を用いてもよい。
ポリエチレンオキサイド類の重量平均分子量は、特に限定されないが、1000以上、600000以下が好ましく、より好ましくは、10000以上、550000以下である。重量平均分子量を上記の範囲とすることにより、処理液の粘度が増大しやすくなると共に、分子鎖がポリエステル布帛の繊維により絡まりやすくなる。なお、ポリエチレンオキサイド類のような化合物の重量平均分子量は、GFC(Gel Filtration Chromatography)法などの公知の方法を用いて測定することが可能である。
カルボキシメチルセルロース類としては、市販品を用いてもよく、例えば、CMCダイセル(登録商標)1120、1130、1220、1240、1250、1330(以上商品名、ダイセルファインケム社)、セロゲン(登録商標)5A、6A、7A、PL−15、F−5A、F−7A、F−907A、F−815A、PR−S(以上商品名、第一工業製薬)などのカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩が挙げられる。
ヒドロキシエチルセルロース類としては、市販品を用いてもよく、例えば、HECダイセル(登録商標)SP200、SP400、SP500、SP600、SP850、SP900、SE400、SE550、SE600、SE850、SE900、EE820(以上商品名、ダイセルファインケム社)、AL−15、AG−15F、AH−15F、AV−15F、AW−15F、AX−15、SW−25F、SZ−25F、CF−G、CF−V、CF−W、CF−X、CF−Y(以上商品名、住友精化社)などが挙げられる。
ポリビニルアルコール類としては、市販品を用いてもよく、例えば、ポバール(登録商標)(クラレ社)などが挙げられる。また、ポリビニルアルコール類としては、水溶性を有していれば、ビニルアルコールのホモポリマーに限定されず、たとえば、ビニルアルコールと酢酸ビニルなどの他のモノマーとの共重合体を用いてもよい。
ポリビニルピロリドン類としては、市販品を用いてもよく、例えば、市販の試薬、ポリビニルピロリドンK−30、K−30W(以上商品名、日本触媒社)、ピッツコール(登録商標)K−17L、K−30L、K−30AL、K−60L、K−30、K−50、クリージャス(登録商標)K−30、アイフタクト(登録商標)K−30PH(以上商品名、第一工業製薬社)、PVP K−30、PVP K−25、PVP K−17(以上商品名、アシュランド社)などが挙げられる。また、ポリビニルピロリドン類としては、ホモポリマーに限定されず、ビニルピロリドンと他のモノマーとも共重合体を用いてもよい。
上述した特定の化合物のガラス転移点は、特に限定されないが、−80℃以上、0℃以下が好ましく、より好ましくは、−80℃以上、−10℃以下である。特定の化合物のガラス転移点を上記の範囲とすることにより、捺染を施した印捺物において、生地の風合いを維持すると共に、摩擦堅牢性などを向上させることができる。
その他の水溶性高分子化合物として、例えば、ヒドロキシプロピルメチルセルロース類、酢酸セルロース類などを用いてもよい。
[水]
水は、本実施形態の処理液の主な溶媒である。水は、処理液をポリエステル布帛に付着させた後に、乾燥によって蒸発飛散する成分である。水としては、例えば、イオン交換水、限外ろ過水、逆浸透水、蒸留水などの純水、ならびに超純水のようなイオン性不純物を極力除去したものが採用可能である。また、紫外線照射や過酸化水素の添加などによって滅菌した水を使用すると、処理液を長期間保存する場合に、カビやバクテリアの発生を抑制することができる。
処理液に含まれる水の含有量は、特に限定されないが、処理液の全質量に対して、30質量%以上、95質量%以下であり、40質量%以上、90質量%以下が好ましく、45質量%以上、85質量%以下がより好ましく、さらにより好ましくは50質量%以上、80質量%以下である。水の含有量を上記の範囲とすることにより、処理液の粘度の増大を抑えて、処理液をポリエステル布帛に付着させる際の作業性、および付着させた後の乾燥性を向上させることができる。なお、処理液中の水には、処理液の原材料として用いる、例えば、後述する樹脂エマルションなどに配合されている水も含まれる。
[樹脂微粒子]
処理液には、さらに樹脂微粒子を含有させてもよい。樹脂微粒子を用いることによって、ポリエステル布帛に対して、顔料インクに含まれる顔料の定着性をより向上させることができる。また、処理液や顔料インクがポリエステル布帛の内部へ過剰に浸透するのを抑制する目止め剤として、樹脂微粒子を用いてもよい。
本実施形態のように処理液が水を主な溶媒とする場合には、樹脂微粒子を水性溶媒中に分散させた樹脂エマルションとして用いる。樹脂微粒子の分散方法としては、乳化剤(界面活性剤)を利用した強制乳化型、樹脂微粒子の分子構造中に親水部(親水性基)を導入した自己乳化型などが採用可能である。また、樹脂微粒子は、反応性(架橋反応性)を有していてもよく、例えば、ブロック剤でマスクされたイソシアネート基を分子構造中に具備したものなどを用いてもよい。
樹脂微粒子を形成する材料としては、ウレタン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂などが挙げられ、これらのうちの少なくとも1種が採用可能である。
樹脂微粒子の平均粒子径は、30nm以上、300nm以下が好ましく、40nm以上、100nm以下がより好ましい。平均粒子径が上記範囲にあると、処理液における樹脂エマルションの分散性、および布帛に対する定着性を向上させることができる。ここで、本明細書において、「平均粒子径」とは、特にことわりのない限り、体積基準粒度分布(50%)を指すものとする。平均粒子径は、JIS Z8825に記載の動的光散乱法やレーザー回折光法で測定される。具体的には、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布計(例えば、「マイクロトラックUPA」日機装社)が採用可能である。
このような樹脂エマルションは、市販品を用いてもよい。例えば、ウレタン系樹脂エマルションとしては、スーパーフレックス(登録商標)150、420、460、470、500、610、700、800、870、6E−2000、E−2500、E−4000、R−5000(以上、第一工業製薬社)、アデカボンタイター(登録商標)HUX−290K、380、822、830(以上商品名、アデカ社)、タケラック(登録商標)W−6020、6021、6061、605、635、WS−6021(以上商品名、三井化学ポリウレタン社)、パーマリン(登録商標)UA−150(商品名、三洋化成工業社)、サンキュアー(登録商標)2710(商品名、日本ルーブリゾール社)、NeoRez(登録商標)R−940、9637、9660(以上商品名、楠本化成社)などが挙げられる。
酢酸ビニル系樹脂エマルションとしては、ビニブラン(登録商標)1245L(商品名、日信化学工業社)、ポリゾール(登録商標)SH−502、AD−2、10、13、17、70、96(以上商品名、昭和電工社)、セイカダイン(登録商標)1900W(商品名、大日精化工業社)などが挙げられる。
アクリル系樹脂エマルションとしては、ボンコート(登録商標)AN−402、R−3310、R−3360、4001(以上商品名、DIC社)、ポリゾール(登録商標)AM−710、920、2300、AP−4735、AT−860、PSASE−4210E(以上商品名、昭和電工社)、サイビノール(登録商標)SK−200(サイデン化学社)、AE−120A(商品名、JSR社)、ビニブラン(登録商標)2650、2680、2682、2684、2886、5202(商品名、日信化学工業社)、NK−バインダーR−5HN(商品名、新中村化学工業社)などが挙げられる。
スチレン−アクリル系樹脂エマルションとしては、マイクロジェル(登録商標)E−1002、5002(以上商品名、日本ペイント社)、ボンコート(登録商標)5454(商品名、DIC社)、ポリゾール(登録商標)AP−7020(以上商品名、昭和電工社)、SAE1014(商品名、日本ゼオン社)、AE373D(商品名、イーテック社)、ジョンクリル(登録商標)390、450、511、631、632、711、734、741、775、780、790、840、852、1535、7001、7100、7600、7610、7640、7641、74J、352D、352J、537J、538J、HRC−1645J、PDX−7145,7630A(以上商品名、BASF社)、モビニール(登録商標)966A、7320(日本合成化学社)などが挙げられる。
ポリエステル系樹脂エマルションとしては、エリーテル(登録商標)KA−5071S、KT−8701、8803、8904、9204、0507(以上商品名、ユニチカ社)、ハイテックSN−2002(商品名、東邦化学社)などが挙げられる。
上記の樹脂エマルションの中でも、カチオン性ポリマーとの反応を抑えるため、ノニオン性またはカチオン性の樹脂エマルションを用いることがより好ましい。
処理液に樹脂微粒子を用いる場合の含有量(樹脂エマルションの固形分換算での含有量)は、処理液の全質量に対して、1質量%以上、20質量%以下が好ましく、より好ましくは、1.5質量%以上、15質量%以下であり、さらにより好ましくは、2質量%以上、10質量%以下である。樹脂エマルションの固形分換算の含有量を上記範囲とすることにより、処理液の粘度の増大を抑えて、印捺物における洗濯堅牢性、摩擦堅牢性などを向上させることができる。
[界面活性剤]
処理液には、さらに界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤は、処理液の表面張力を低下させて、ポリエステル布帛に対する浸透性を高める機能を有している。界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられ、これらのうち少なくとも1種が採用可能である。
処理液に界面活性剤を添加する場合の含有量は、処理液の全質量に対し、0.3質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、0.25質量%以下であり、さらにより好ましくは、0.2質量%以下である。界面活性剤の含有量を上記とすることによって、処理液の表面張力が過度に低下することを抑え、処理液を付着させた際に、処理液がポリエステル布帛の表面に保持されやすくなる。これにより、処理液の機能を発現しやすくすることができる。また、界面活性剤を添加する場合の含有量は、処理液の全質量に対して、0.01質量%以上であることが好ましい。より好ましくは、0.05質量%以上であり、さらにより好ましくは、0.1質量%以上である。界面活性剤の含有量を、上記とすることによって、処理液を付着させた際に、ポリエステル布帛に対する濡れ性を向上させることができる。
ノニオン系界面活性剤としては、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤などを用いることができる。これらの界面活性剤を用いることにより、比較的に少量の含有量で、布帛に対する濡れ性を向上させることができる。
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、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオールのアルキレンオキシド付加物、2,4−ジメチル−5−デシン−4−オール、2,4−ジメチル−5−デシン−4−オールのアルキレンオキシド付加物、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3オール、2,4−ジメチル−5−ヘキシン−3−オールなどのアルキレンオキシド付加物が挙げられる。
このようなアセチレングリコール系界面活性剤としては、市販品を用いてもよい。例えば、サーフィノール(登録商標)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(以上商品名、Air Products and Chemicals, Inc.社)、オルフィン(登録商標)B、Y、P、A、STG、SPC、E1004、E1010、PD−001、PD−002W、PD−003、PD−004、EXP.4001、EXP.4036、EXP.4051、AF−103、AF−104、AK−02、SK−14、AE−3(以上商品名、日信化学工業社)、アセチレノール(登録商標)E00、E00P、E40、E100(以上商品名、川研ファインケミカル社)などが挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、市販品が採用可能であり、例えば、メガファック(登録商標)F−479(商品名、DIC社)、BYK−340(商品名、BYK社)などが挙げられる。
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採用可能である。ポリシロキサン化合物としては、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。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−302、306、307、333、341、345、346、347、348(以上商品名、BYK社)、KF−351A、352A、353、354L、355A、615A、945、640、642、643、6020、6011、6012、6015、6017、X−22−4515(以上商品名、信越化学工業社)などが挙げられる。
アニオン系界面活性剤としては、例えば、高級脂肪酸塩、石けん、α−スルホ脂肪酸メチルエステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、モノアルキルリン酸エステル塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、スルホコハク酸塩、ポリオキシアルキレングリコールアルキルエーテルリン酸エステル塩などが挙げられる。
カチオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩などの第4級アンモニウム塩化合物、N−メチルビスヒドロキシエチルアミン脂肪酸エステル塩酸塩などのアミン塩化合物が挙げられる。また、カチオン性界面活性剤としては、カチオン性化合物として上述したものを用いてもよい。
両性界面活性剤としては、特に限定されないが、アルキルアミノ脂肪酸塩などのアミノ酸化合物が挙げられる。
上述した界面活性剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、これらのうち、HLB(Hydrophilic-Lipophilic Balance)値が13以上の界面活性剤を用いることが好ましい。これによれば、処理液を付着させた際に、ポリエステル布帛に対する浸透と濡れ広がりとを調節することができる。
[その他の成分]
処理液には、pH調整剤、防腐剤、防かび剤、酸化防止剤、キレート剤などの種々の添加剤や有機溶剤を添加してもよい。
pH調整剤としては、特に限定されないが、例えば有機塩基、無機塩基が挙げられる。有機塩基としては、例えば、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、トリ−iso−プロパノールアミンなどのアルカノールアミン類が挙げられる。無機塩基としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、などのアルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物である強塩基を用いることができる。
防腐剤や防かび剤としては、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−ジベンジンチアゾリン−3−オン(LONZA社の商品名 PROXEL CRL、PROXEL BDN、PROXEL GXL、PROXEL XL−2、PROXEL TN)などが挙げられる。防腐剤や防かび剤を処理液に添加することにより、処理液中にバクテリアやカビが繁殖することを抑制できる。
有機溶剤を添加して、粘度や表面張力などの処理液の物性や、処理液の乾燥性などを調節してもよい。有機溶剤を添加する場合は、後述する顔料インクに用いる有機溶剤が適用可能である。
[処理液の調製方法]
処理液は、上述した各成分を任意の順序で混合し、必要に応じてろ過などを実施して不純物や異物などを除去することで調製することができる。各成分の混合方法としては、メカニカルスターラー、マグネティックスターラーなどの撹拌装置を備えた容器に、材料(成分)を順次添加して撹拌、混合する方法が用いられる。ろ過方法としては、遠心ろ過、フィルターろ過などが採用可能である。
[処理液の物性]
処理液の物性は、ポリエステル布帛の種類や、ポリエステル布帛へ付着させる方法(塗布方法)などによって、任意に調節される。処理液の塗布方法は後述する。
処理液の20℃における粘度は、特に限定されないが、1.5mPa・s(ミリパスカル秒)以上、100mPa・s以下とすることが好ましく、より好ましくは、1.5mPa・s以上、50mPa・s以下であり、さらにより好ましくは、1.5mPa・s以上、20mPa・s以下である。処理液の粘度を上記の範囲とすることにより、ポリエステル布帛に付着させた際の、処理液の広がりやすさなどの塗工性を向上させることができる。
また、塗布方法にインクジェット法を用いる場合には、処理液の20℃における粘度は、1.5mPa・s以上、15mPa・s以下とすることが好ましく、より好ましくは、1.5mPa・s以上、5mPa・s以下であり、さらにより好ましくは、1.5mPa・s以上、3.6mPa・s以下である。インクジェット法を用いる場合の粘度を、上記の範囲とすることにより、インクジェットヘッドからの処理液の吐出安定性を向上させると共に、処理液を付着させる工程の処理時間を短縮することができる。
処理液の粘度は、例えば、粘弾性試験機MCR−300(Pysica社)を用いて測定する。具体的には、処理液の温度を20℃に調整し、Shear Rateを10から1000に上げ、Shear Rateが200のときの粘度を読み取ることにより測定することが可能である。
処理液の25℃における表面張力は、例えば、30mN/m以上、60mN/m以下とすることが好ましく、より好ましくは、35mN/m以上、50mN/m以下である。処理液の25℃における表面張力を上記の範囲とすることにより、処理液を付着させる際に、ポリエステル布帛に対する濡れ性を向上させると共に、ポリエステル布帛の表面へ処理液を保持されやすくすることができる。
処理液の表面張力は、例えば、自動表面張力計CBVP−Z(協和界面科学社)を用いて測定する。具体的には、25℃の環境下にて、白金プレートを処理液で濡らしたときの表面張力を読み取ることにより、測定することが可能である。
<顔料インク>
次に、本実施形態の処理液を付着させたポリエステル布帛に捺染し、印捺物を製造するために用いる顔料インクについて説明する。上述したように、本実施形態に係る顔料インクは、インクジェット捺染用の水系顔料インクである。以下、本実施形態の顔料インクに含まれる成分から説明する。
[顔料]
本実施形態の顔料インクは、色材として顔料を用いる。色材として顔料を用いることにより、染料と比べて、染着工程や洗浄工程などの工程を簡略化することができる。
顔料としては、公知の有機顔料、無機顔料のいずれも用いることができる。有機顔料としては、例えば、アゾレーキ顔料、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などのアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、イソインドリン顔料、キノフタロン顔料、ジケトピロロピロール顔料などの多環式顔料、塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキなどの染料レーキ顔料、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料などが挙げられる。無機顔料としては、例えば二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化クロムなどの金属酸化物顔料、カーボンブラックなどが挙げられる。また、パール顔料やメタリック顔料などの光輝顔料を用いてもよい。
このような顔料としては、例えば、黒色顔料インク用としては、C.I.(Colour Index Generic Name)ピグメントブラック1、7、11が挙げられる。この中でも、インクジェット捺染用としては、比重が比較的に小さく、水性溶媒中で沈降しにくいカーボンブラック系(C.I.ピグメントブラック7)が好ましい。
カラー顔料インク用としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、138、153、155、180、C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2(パーマネントレッド2B(Ba))、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101、104、105、106、108、112、114、122、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、209、219、C.I.ピグメントバイオレット19、23、C.I.ピグメントブルー1、2、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17:1、56、60、63、C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36などが挙げられる。上記顔料の平均粒子径は5μm以下が好ましく、より好ましくは0.3μm以下であり、さらに好ましくは0.01μmから0.15μmの範囲である。顔料の平均粒子径を上記の範囲とすることにより、インクジェットヘッドからの顔料インクの吐出安定性を確保すると共に、印捺物における顔料の発色性を向上させることができる。
本実施形態の処理液は顔料の発色性が向上するため、白色顔料インクを捺染するために用いられることがより好ましい。詳しくは、予め着色された有色のポリエステル布帛にカラーの画像などを捺染する際に、まず白色顔料インクを捺染して下地層を形成する方法がある。これは、捺染するカラーの画像に対する、布帛が有する色(生地の色)の影響を抑え、捺染する画像の発色を向上させるために行われる。すなわち、本実施形態の処理液と、白色顔料インクとを用いると、白色顔料の発色性によって隠蔽性が向上した下地層が形成され、生地の色に係わらず、所望の色調の画像などを捺染することができる。
白色顔料インク用の白色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントホワイト1(塩基性炭酸鉛)、4(酸化亜鉛)、5(硫化亜鉛と硫酸バリウムとの混合物)、6(二酸化チタン)、6:1(他の金属酸化物を含有する二酸化チタン)、7(硫化亜鉛)、18(炭酸カルシウム)、19(クレー)、20(雲母チタン)、21(硫酸バリウム)、22(石膏)、26(酸化マグネシウム・二酸化ケイ素)、27(二酸化ケイ素)、28(無水ケイ酸カルシウム)などが挙げられる。これらの中でも、発色性、隠蔽性などに優れるC.I.ピグメントホワイト6を用いることが好ましい。
白色顔料の平均粒子径は、100μm以上、450μm以下が好ましく、より好ましくは、200μm以上、400μm以下であり、さらに好ましくは、250μm以上、380μm以下の範囲である。白色顔料の平均粒子径を上記の範囲とすることにより、インクジェットヘッドからの白色顔料インクの吐出安定性を確保すると共に、布帛生地に対する隠蔽性を向上させることができる。
顔料の平均粒子径の測定には、上述した樹脂微粒子の平均粒子径と同様な方法が採用可能である。
顔料を用いる場合の含有量は、特に限定されないが、顔料インクの全質量に対して、例えば、0.1質量%以上、30質量%以下とすることが好ましい。より好ましくは、1質量%以上、20質量%以下であり、さらに好ましくは1質量%以上、15質量%以下である。顔料の含有量を上記の範囲とすることにより、捺染を施した印刷物において、顔料の発色性を確保すると共に、インク組成物の粘度上昇やインクジェットヘッドにおける目詰まりの発生を抑えることができる。
上述した顔料は、1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。顔料には、顔料インク中での分散性を高めるために、表面処理を施すか、顔料インクに分散剤などを配合することが好ましい。顔料の表面処理とは、物理的処理または化学的処理によって、顔料の粒子表面にカルボキシ基やスルホ基などの親水性基を導入する方法である。顔料の表面処理によって、顔料を水などの水性溶媒中に分散することが可能となる。
水性溶媒に用いる分散剤は、分子構造における疎水部(疎水性基)が顔料の粒子表面に吸着し、親水部(親水性基)が溶媒(媒体)側に配向する作用を有している。この作用により、顔料を水性溶媒中で分散させることが可能となる。分散剤としては、公知の界面活性剤や高分子化合物を用いる。また、高分子化合物などで顔料粒子を被覆し、分散性を付与する方法を用いてもよい。顔料粒子を被覆する方法としては、酸析法、転相乳化法、ミニエマルション重合法などが採用可能である。
[水]
本実施形態の顔料インクは、上述したように水系の顔料インクであり、水は、本実施形態の顔料インクの主な溶媒である。顔料インクが塗布されると、水はポリエステル布帛から乾燥によって蒸発飛散する。水としては、上述した処理液と同様なものが採用可能である。顔料インクに含まれる水の含有量は、例えば、顔料インクの全質量に対して、30質量%以上、90質量%以下であり、好ましくは40質量%以上、85質量%以下であり、より好ましくは50質量%以上、80質量%以下である。水の含有量を上記の範囲内にすることにより、顔料インクの粘度の増大を抑えることができる。なお、本明細書において、「水系の顔料インク」とは、顔料インクの全質量に対する水の含有量が、30質量%以上の顔料インクを指すものとする。
[有機溶剤]
顔料インクには、有機溶剤を添加してもよい。有機溶剤を添加することにより、粘度、表面張力などの物性や、ポリエステル布帛に塗布した際の乾燥、浸透などの挙動を調節することができる。有機溶剤としては、例えば、2−ピロリドン類、1,2−アルカンジオール類、多価アルコール類、グリコールエーテル類などが挙げられる。これらは、1種単独または2種以上を用いることが可能である。
2−ピロリドン類とは、2―ピロリドン骨格を有する化合物のことをいう。2−ピロリドン類としては、例えば、置換基を有していない2−ピロリドンの他に、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドンなどの置換基を有する化合物が挙げられる。2―ピロリドン骨格における置換基は、炭素数が1から5の、飽和または不飽和の炭化水素基などの有機基が好ましい。これらの中でも、顔料インクの保存安定性および凝集物の発生を抑制する効果に優れている、2−ピロリドンを用いることがより好ましい。
1,2−アルカンジオール類としては、例えば、1,2−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,2−オクタンジオールなどが挙げられる。1,2−アルカンジオール類は、布帛に対するインク組成物の濡れ性を高めて、均一に濡らす作用に優れている。そのため、にじみの発生を抑えた画像などを形成することができる。1,2−アルカンジオール類を添加する場合の含有量は、顔料インクの全質量に対して、1質量%以上、20質量%以下であることが好ましい。
多価アルコール類としては、例えば、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、1,3−ブタンジオール、1,3−ペンタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、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、グリセリンなどが挙げられる。多価アルコール類をインク組成物に添加することよって、インクジェットヘッドの吐出ノズル内におけるインク組成物の乾燥や固化を抑制して、吐出ノズルの目詰まりや吐出不良などを低減することができる。多価アルコール類を添加する場合の含有量は、顔料インクの全質量に対して、2質量%以上、20質量%以下であることが好ましい。なお、20℃では固体の多価アルコール類も、有機溶剤の多価アルコール類と同様な作用を有しており、同様に用いてもよい。20℃で固体の多価アルコール類としては、例えば、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。
グリコールエーテル類としては、例えば、アルキレングリコールモノエーテルやアルキレングリコールジエーテルなどが挙げられる。
アルキレングリコールモノエーテルとしては、例えば、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エチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、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ヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、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エチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、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エチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルトリグリコール)、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、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エチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルなどが挙げられる。
アルキレングリコールジエーテルとしては、例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテルなどが挙げられる。
グリコールエーテル類を顔料インクに添加することによって、ポリエステル布帛に対する濡れ性や浸透速度を調節することができる。グリコールエーテル類を添加する場合の含有量は、顔料インクの全質量に対して、0.05質量%以上、6質量%以下であることが好ましい。
上述した有機溶剤は、複数種を混合して用いてもよい。その場合、顔料インクにおける有機溶剤の合計の含有量は、顔料インクの全質量に対し、0.2質量%以上、30質量%以下であり、好ましくは、0.4質量%以上、20質量%以下であり、より好ましくは、0.5質量%以上、15質量%以下であり、さらにより好ましくは、0.7質量%以上、10質量%以下である。有機溶剤の合計の含有量を上記の範囲内とすることにより、顔料インクの粘度の上昇の抑制、ポリエステル布帛における挙動(浸透および濡れ広がり)の調節、インクジェットヘッドの吐出不良低減などが可能となる。
[界面活性剤]
顔料インクには、界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤は、顔料インクの表面張力を低下させて、ポリエステル布帛に対する浸透性を高める機能を有している。界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられ、これらのうち少なくとも1種が採用可能である。これらの界面活性剤は、上述した処理液と同様なものが採用可能である。
顔料インクに界面活性剤を添加する場合の含有量は、顔料インクの全質量に対し、0.01質量%以上、3質量%以下である。好ましくは、0.05質量%以上、2質量%以下であり、より好ましくは0.1質量%以上、1質量%以下であり、さらにより好ましくは、0.2質量%以上、0.5質量%以下である。界面活性剤の含有量を上記範囲とすることによって、起泡を抑えてインクジェットヘッドからの吐出安定性を確保すると共に、ポリエステル布帛に付着された処理液の成分と接触しやすくして、処理液の凝集などの機能の発現を促進することができる。
[キレート剤]
顔料インクには、キレート剤を添加してもよい。キレート剤は、金属イオンなどを捕捉する機能を有している。そのため、顔料インクにキレート剤を用いると、顔料インク中に不純物として含まれたり、顔料インクが接触する部材から混入したりした金属イオンを捕捉して、金属イオンに由来する異物の発生を低減することができる。キレート剤としては、例えば、エチレンジアミン4酢酸塩(EDTA)、エチレンジアミンのニトリロ3酢酸塩、ヘキサメタリン酸塩、ピロリン酸塩、メタリン酸塩などが挙げられる。
[pH調整剤]
顔料インクには、pH調整剤を添加してもよい。pH調整剤としては、特に限定されないが、例えば、有機塩基、無機塩基が挙げられる。これらのpH調整剤を用いて、顔料インクのpHを7.5以上、10.5以下の範囲に調整することが好ましい。顔料インクのpHを上記範囲とすることにより、インクジェットヘッドを含むインクジェット捺染装置などにおいて、撥インク膜などの部材の腐食を抑えることができる。
有機塩基としては、例えば、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、トリ−iso−プロパノールアミンなどのアルカノールアミン類が挙げられる。ここで、これらの有機塩基を用いて顔料インクのpHを上記の範囲内にするためには、比較的に多く添加する必要がある。具体的には、例えば、顔料インクの全質量に対する含有量で、およそ0.1質量%以上、3質量%以下である。
無機塩基としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、などのアルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物である強塩基を用いることができる。これらの無機塩基を用いて顔料インクのpHを上記の範囲内にするためには、例えば、顔料インクの全質量に対する含有量で、およそ0.03質量%以上、0.15質量%以下とすればよい。このように、無機塩基は、有機塩基と比べて添加量が少量で足りること、有機塩基のような臭気がないこと、などから無機塩基を用いることがより好ましい。
[樹脂]
顔料インクには、定着剤として樹脂を添加してもよい。樹脂を添加することによって、印捺物の洗濯堅牢性、摩擦堅牢性がさらに向上すると共に、ポリエステル布帛の毛羽立ちを抑えることができる。樹脂としては、上述した処理液と同様な樹脂エマルションが採用可能である。樹脂エマルションの他に、水溶性の高分子化合物を用いてもよい。水溶性の高分子化合物としては、処理液と同様な上述した特定の化合物、またはその他の水溶性高分子化合物を用いてもよい。
樹脂の含有量は、固形分換算で、顔料インクの全質量に対して2質量%以上、25質量%以下であることが好ましい。4質量%以上、15質量%以下であることがより好ましく、さらに好ましくは5質量%以上、11質量%以下である。樹脂の含有割合を上記範囲とすることによって、インクジェットヘッドのノズルの目詰まりの発生を低減すると共に、印捺物の洗濯堅牢性、摩擦堅牢性をより向上させることができる。
[その他の成分]
顔料インクには、その他の成分として、酸化防止剤、処理液と同様な防腐剤や防かび剤、などの種々の添加剤を適宜用いてもよい。
[顔料インクの調製]
本実施形態に係る顔料インクは、上述した成分を任意の順序で混合し、必要に応じてろ過などを実施して不純物や異物などを除去することで調製することができる。各成分の混合方法としては、メカニカルスターラー、マグネティックスターラーなどの撹拌装置を備えた容器に、材料(成分)を順次添加して撹拌、混合する方法が用いられる。ろ過方法としては、遠心ろ過、フィルターろ過などが採用できる。
[顔料インクの物性]
顔料インクの粘度は20℃において、2mPa・s以上、15mPa・s以下であることが好ましい。より好ましくは、2mPa・s以上、5mPa・s以下であり、さらにより好ましくは、2mPa・s以上、3.6mPa・s以下である。顔料インクの粘度を上記の範囲内にすることにより、インクジェットヘッドからの顔料インクの吐出安定性および吐出量を確保することができる。また、上記の範囲から外れる粘度の場合は、インクジェットヘッドにおける顔料インクの吐出条件やインクジェットヘッドの種類を変更することにより、顔料インクの吐出安定性を確保できる場合があり、例えば温度調整条件下であれば22mP・aまで吐出安定性を確保することができる場合がある。顔料インクの粘度は、上述した処理液と同様な方法で測定することが可能である。
顔料インクの25℃における表面張力は、例えば、10mN/m以上、40mN/m以下とすることが好ましく、より好ましくは、25mN/m以上、40mN/m以下である。顔料インクの25℃における表面張力を上記の範囲とすることにより、捺染を行う際に、ポリエステル布帛に対する濡れ性や、処理液の成分との接触を促進することができる。顔料インクの粘度および表面張力は、上述した処理液と同様な方法で測定することが可能である。
<インクジェット捺染装置>
[プリンター]
次に、本実施形態に係るインクジェット捺染装置について、図1を参照して説明する。インクジェット捺染装置は、インク組成物の微小な液滴を吐出するインクジェット法によって、布帛に液滴を着弾させて捺染を行う装置である。図1は、実施形態に係るインクジェット捺染装置を示す概略斜視図である。本実施形態では、インクジェット捺染装置として、インクカートリッジがキャリッジに搭載されたオンキャリッジタイプのプリンターを例に挙げて説明する。なお、図1においては、各部材を認識可能な程度の大きさとするため、各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
本実施形態のプリンター1は、いわゆるシリアルプリンターと呼ばれているものである。シリアルプリンターとは、所定の方向に移動するキャリッジにインクジェットヘッドが搭載されており、キャリッジの移動に伴ってインクジェットヘッドが移動しながら印刷を行うプリンターをいう。
プリンター1は、図1に示すように、インクジェットヘッド3、キャリッジ4、主走査機構5、プラテンローラー6、プリンター1全体の動作を制御する制御部(図示せず)を有している。キャリッジ4は、インクジェットヘッド3を搭載すると共に、インクジェットヘッド3に供給されるインク組成物を収納するインクカートリッジ7a,7b,7c,7d,7e,7fが着脱可能である。
主走査機構5は、キャリッジ4に接続されたタイミングベルト8、タイミングベルト8を駆動するモーター9、ガイド軸10を有している。ガイド軸10は、キャリッジ4の支持部材として、キャリッジ4の走査方向(主走査方向)に架設されている。キャリッジ4は、タイミングベルト8を介してモーター9によって駆動され、ガイド軸10に沿って往復移動が可能である。これにより、主走査機構5は、キャリッジ4を主走査方向に往復移動させる機能を有している。
プラテンローラー6は、捺染を行う布帛2を、上記主走査方向と直交する副走査方向(布帛2の長さ方向)に、搬送する機能を有している。そのため、布帛2は副走査方向に搬送される。また、インクジェットヘッド3が搭載されるキャリッジ4は、布帛2の幅方向と略一致する主走査方向に往復移動が可能であり、インクジェットヘッド3は布帛2に対して、主走査方向および副走査方向へ、相対的に走査が可能となっている。
インクカートリッジ7a,7b,7c,7d,7e,7fは、独立した6つのインクカートリッジである。インクカートリッジ7a,7b,7c,7d,7e,7fには、本実施形態の顔料インクを収納することができる。これらのインクカートリッジには、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、ホワイト、オレンジなどの色を呈する顔料インクが個別に収納され、任意に組み合わせて用いることが可能である。図1では、インクカートリッジの数を6個としているが、これに限定されるものではない。インクカートリッジ7a,7b,7c,7d,7e,7fの底部には、各インクカートリッジに収納された顔料インクをインクジェットヘッド3へ供給するための供給口(図示せず)が設けられている。
インクジェットヘッド3は、布帛2と対向する面にノズル面(図示せず)を有している。ノズル面には、複数のノズル(図示せず)からなるノズル列(図示せず)が各色顔料インクに対応して個別に配置されている。各色顔料インクは、各インクカートリッジからインクジェットヘッド3に供給され、インクジェットヘッド3内のアクチュエーター(図示せず)によって、ノズルから液滴として吐出される。吐出された顔料インクの液滴は布帛2に着弾し、画像、テキスト、模様、色彩などが布帛2の捺染領域に形成される。
ここで、インクジェットヘッド3では、アクチュエーター(駆動手段)として圧電素子を用いているが、この方式に限定されない。例えば、アクチュエーターとしての振動板を静電吸着により変位させる電気機械変換素子や、加熱によって生じる気泡によって顔料インクを液滴として吐出させる電気熱変換素子を用いてもよい。
なお、本実施形態では、インクジェット捺染装置としてオンキャリッジタイプのプリンター1を例に挙げたが、これに限定されない。例えば、インクカートリッジなどのインク収納容器が、キャリッジに搭載されない、オフキャリッジタイプのプリンターであってもよい。また、本発明に用いられるインクジェット捺染装置は、上述したシリアルプリンターに限定されるものではなく、インクジェットヘッドが布帛2の幅と同等以上に広く形成され、インクジェットヘッドが移動せずに捺染を行うラインヘッドプリンターであってもよい。
[布帛]
本実施形態に係る布帛2の形態としては、例えば、布地、衣類やその他の服飾品などが挙げられる。布地には、織物、編物、不織布などが含まれる。衣類やその他の服飾品には、縫製後のTシャツ、ハンカチ、スカーフ、タオル、手提げ袋、布製のバッグ、カーテン、シーツ、ベッドカバー、壁紙などのファーニチャー類の他、縫製前の部品としての裁断前後の布地なども含まれる。これらの形態としては、ロール状に巻かれた長尺のもの、所定の大きさに切断されたもの、製品形状のものなどが挙げられる。
布帛2は、ポリエステルを含むポリエステル布帛である。ポリエステル布帛とは、ポリエステル繊維を含み、ポリエステル繊維単体、またはポリエステル繊維とその他の繊維との混紡繊維を形成材料とする布帛を指す。その他の繊維としては、綿、絹、麻、羊毛などの天然繊維、ポリプロピレン、アセテート、トリアセテート、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ乳酸などの合成繊維などが挙げられる。
布帛2の目付は、1.0oz(オンス)以上、10.0oz以下、好ましくは、2.0oz以上、9.0oz以下、より好ましくは、3.0oz以上、8.0oz以下、さらにより好ましくは、4.0oz以上、7.0oz以下である。本実施形態の処理液では、上記範囲の目付の布帛2に対して、カチオン性化合物などの処理液の成分が表面側に保持されるため、従来よりも発色性を向上させることができる。また、目付けの異なる複数種の布帛に用いることもできる。
布帛2は、着色されたポリエステル布帛であることが好ましい。本実施形態の処理液によって顔料の発色性が向上するため、生地色が隠蔽されて、生地色の干渉が抑えられる。すなわち、着色されたポリエステル布帛に対して、好適に用いることができる。また、着色された生地を採用することで、顧客の嗜好に合わせた印捺物(製品)を提供することができる。
布帛2が予め着色される染料としては、例えば、酸性染料、塩基性染料などの水溶性染料、分散剤(界面活性剤)を併用する分散染料、反応性染料などが挙げられる。布帛2はポリエステル繊維を含むことから、ポリエステル繊維の染色に適した分散染料を用いることが好ましい。ポリエステル繊維の染色に適した分散染料としては、後述の加熱工程S4において昇華しにくい化合物であることが好ましい。このような分散染料としては、公知のものが採用可能である。なお、分散染料は分散剤と併用することが好ましい。分散剤としては、界面活性剤などの公知の分散剤が適用可能である。
布帛2が染料によって着色される方法としては、布帛2の形成材料や形態などに応じて、公知の方法を採用してもよい。
<インクジェット捺染方法>
次に、本実施形態に係るインクジェット捺染方法について説明する。本実施形態のインクジェット捺染方法は、上述したプリンター1(図1参照)を用いて、インクジェット法により顔料インクの液滴を吐出し、布帛2に塗布することで画像などを形成してインクジェット顔料捺染を行う方法である。
本実施形態に係るインクジェット捺染方法は、本実施形態の処理液を、布帛2に付着させる工程S1を備え、工程S1の後に、140℃以下の温度で加熱する工程S2を備えている。さらに、処理液が付着した領域へ、白色顔料インクをインクジェット法にて付着させる工程S3を備えている。
工程S1では、布帛2の少なくとも一部の領域に、本実施形態の処理液を付与する。処理液を布帛2に付与する塗布方法としては、例えば、処理液中に布帛2を浸漬させる方法(浸漬塗布)、処理液を刷毛、ローラー、ヘラ、ロールコーターなどを用いて付与する方法(ローラー塗布)、処理液をスプレー装置などにて噴射する方法(スプレー塗布)、処理液をインクジェット法にて噴射する方法(インクジェット塗布)などが挙げられ、布帛2の形態や処理液の物性などに応じて、いずれの塗布方法を採用してもよく、複数を組み合わせて用いてもよい。上記の塗布方法の中でも、装置の構成が簡便で、処理液の付与が迅速に行える、浸漬塗布、ローラー塗布、スプレー塗布などを用いることが好ましい。
工程S1では、布帛2に対する処理液の付着量が、布帛2の単位面積当たりで、8.0mg/cm2以上、160.3mg/cm2以下であることが好ましく、より好ましくは、16.0mg/cm2以上、128.3mg/cm2以下であり、さらにより好ましくは、19.2mg/cm2以上、80.2mg/cm2以下である。処理液の付着量を、19.2mg/cm2以上とすることにより、布帛2に対して処理液が比較的均一に付着されるため、後工程で顔料インクを捺染した際に色ムラなどの発生を低減することができる。また、処理液の付着量を、80.2mg/cm2以下とすることにより、顔料インクを捺染した際に、にじみの発生を低減することができる
工程S1では、布帛2に対する、処理液に含まれるカチオン性化合物の付着量が、布帛2の単位面積当たりで、7.5μmol/cm2以上、40μmol/cm2以下であることが好ましく、より好ましくは、12μmol/cm2以上、30μmol/cm2以下である。カチオン性化合物の付着量を、10μmol/cm2以上とすることにより、後工程で顔料インクを捺染した際に、顔料の発色性がより向上する。また、カチオン性化合物の付着量を、40μmol/cm2以下とすることにより、印捺物の洗濯堅牢性が向上する。
本実施形態の処理液は、特定の化合物を含有しているため、工程S1において、処理液が布帛2に付与されると、処理液の成分が布帛2の表面側に保持される。
工程S2では、布帛2に付与された処理液を加熱によって乾燥させる。処理液の乾燥には、自然乾燥と比べて、乾燥時間の短縮が可能な加熱による乾燥(加熱乾燥)を用いることが好ましい。加熱乾燥における加熱方法としては、特に限定されないが、例えば、ヒートプレス法、常圧スチーム法、高圧スチーム法、サーモフィックス法などが挙げられる。加熱の熱源は、特に限定されないが、例えば、赤外線ランプなどを用いることができる。
加熱乾燥における加熱温度は、特に限定されないが、例えば、140℃以下とすることが好ましく、130℃以下とすることがより好ましい。これにより、布帛2が分散染料(昇華性染料)で予め着色されていても、加熱乾燥による分散染料の昇華を抑えて、布帛2の生地色の退色を抑制することができる。また、加熱温度の下限は、処理液に含まれる水分などの溶媒が揮発すればよく、特に限定されないが、約100℃以上とすることが好ましい。また、工程S2における加熱温度は、後述する工程S4における加熱温度と同程度であると乾燥プロセスを簡便なものとできる点で好ましい。ここで、本工程における加熱温度とは、布帛2に付着された処理液の表面温度を指し、例えば、非接触式温度計IT2−80(商品名、キーエンス社)にて測定可能である。加熱を施す加熱時間は、特に限定されないが、例えば、30秒以上、20分以下である。
工程S3では、布帛2における処理液が付着した領域へ、上述したように、インクジェットヘッド3(図1参照)から吐出された白色顔料インクの液滴を着弾させる。このとき、白色顔料インクに含まれる白色顔料などの成分と、カチオン性化合物とが反応して、白色顔料などの成分が布帛2の表面側で凝集する。そのため、白色顔料が布帛2の内部方向に潜り込みにくくなり、特定の化合物を用いない場合と比べて、白色顔料の発色性が向上する。
工程S3において、白色顔料インクの布帛2に対する付着量が、500g/m2以下であることが好ましく、400g/m2以下であることがより好ましく、300g/m2以下であることがさらにより好ましい。これによれば、白色顔料の発色性を確保した上で、白色顔料インクの付着量を低減して裏抜けの発生を抑えることができる。また、白色顔料インクの布帛2に対する付着量が、240g/m2以上であることが好ましく、260g/m2以上であることがより好ましく、280g/m2以上であることがさらにより好ましい。これによれば、白色顔料の発色性が向上し、布帛2が予め着色されていても、布帛2の生地色の影響を低減することができる。
工程S3の後工程として、布帛2に付着された白色顔料インクを加熱する工程S4を備えていてもよい。工程S4は、上述した工程S2と同様な加熱方法が採用可能である。加熱方法は、工程S2における加熱乾燥と同様とすることが好ましい。
工程S4における加熱温度は、140℃以下とすることが好ましく、130℃以下とすることがより好ましい。これにより、布帛2が分散染料(昇華性染料)で予め着色されていても、加熱乾燥による分散染料の昇華を抑えて、昇華した染料が印刷面に付着し着色することによる発色性の低下を抑制することができ、また、布帛2の生地色の退色を抑制することができる。
工程S4の後に、捺染を行った布帛2を水洗、乾燥する工程S5を備えていてもよい。水洗においては、必要に応じ、ソーピング処理として、布帛2に定着されなかった白色顔料インクなどの成分を、熱石けん液などを用いて洗い流してもよい。以上の工程により、印捺物が製造される。
以上に述べたように、本実施形態に係る処理液、およびインクジェット捺染方法によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態の処理液によれば、予め濃色に着色されたポリエステル布帛(布帛2)に対し、インクジェット顔料捺染を用いて、顔料の裏抜けの発生を低減し、発色性を向上させることができる。詳しくは、ポリビニルピロリドン類、ポリエチレンオキサイド類、カルボキシメチルセルロース類、ヒドロキシエチルセルロース類、ポリビニルアルコール類は、高分子鎖が布帛2の繊維に絡まりやすくなる。また、上記特定の化合物を含むと、処理液の粘度が比較的に増大する傾向がある。これらにより、処理液が布帛2の編み目に没入しにくくなり、目止め効果が増大されて、従来よりも布帛2の表面に、処理液の成分が保持されやすくなる。そのため、布帛2に対する処理液の定着性が向上し、処理液が布帛2の繊維を被覆した状態となる。これによって、インクジェット顔料捺染を行う場合に、従来と比べて、処理液の目止めや凝集などの機能が発現されやすくなる。さらには、処理液で疎水性のポリエステルを被覆することにより、特定の化合物が、ポリエステルと顔料インクとの間に介在して、布帛2と顔料インクとの親和性が向上する。すなわち、処理液組成物によって、布帛2の表面側に、顔料などが保持されて裏抜けの発生が低減されると共に、カチオン性化合物の作用で顔料が凝集することによって、濃色に着色された生地においても従来より発色性を向上させることができる。
ポリビニルピロリドン類、ポリエチレンオキサイド類、カルボキシメチルセルロース類、ヒドロキシエチルセルロース類、ポリビニルアルコール類は、比較的に高い水溶性を有しているため、水溶性が比較的に低い場合と比べて、高い分子量を採用することが可能となる。分子量が高くなると分子鎖が長くなり、布帛2の繊維にさらに絡まりやすくなり、布帛2に対する定着性をより向上させることができる。
布帛2に対し、白色顔料インクを用いて、従来よりも発色性に優れた下地層を形成することができる。そのため、下地層の上に、所望の色調の画像や図柄などを、さらに形成することができる。また、白色顔料の発色性が向上することから、白色顔料インクの塗布量を削減して、裏抜けの発生を低減することができる。
着色された布帛2に対して、好適に用いることができる。また、着色された布帛2を採用することで、顧客の嗜好に合わせた印捺物(製品)を提供することができる。
カチオン性化合物として、多価金属塩、カチオン性ポリマーのうちの少なくとも1種を含むことから、顔料などの凝集が促進されて、顔料の発色性をいっそう向上させることができる。
特定の化合物の含有量が、処理液の全質量に対し、0.5質量%以上、6.0質量%以下であることから、編み目が比較的に大きな布帛2に対しても、処理液としての目止め効果が発現すると共に、発色性をより向上させることができる。また、処理液を付着させた布帛2が硬くなることを抑えて、風合いを維持することができる。
処理液が、さらに樹脂微粒子を含有することから、布帛2に対して、目止め効果をさらに向上させることができる。また、処理液の成分や顔料の定着性がさらに向上することから、インクジェット顔料捺染を施した印捺物において、摩擦堅牢性や洗濯堅牢性を向上させることができる。
本実施形態のインクジェット捺染方法によれば、布帛2に対して、裏抜けの発生を低減し、発色性を向上させるインクジェット捺染方法を提供することができる。また、インクジェット捺染を用いることから、アナログ捺染では必要な版が不要となるなど、多品種少量生産への対応が容易になると共に、高精細な画像などを形成することができる。
工程S1の後に、140℃以下の温度で加熱する工程S2を備えることから、ポリエステル布帛(生地)が分散染料(昇華性染料)を用いて予め着色されていても、加熱による分散染料の昇華を抑えて生地色の退色を抑制し、処理液を乾燥させることができる。また、140℃以下の比較的に低温の加熱であっても、顔料の発色性を向上させることができる。
処理液が付着した領域へ、白色顔料インクをインクジェット法にて付着させる工程S3を備えていることから、従来よりも発色性に優れた白色の下地層と、下地層の上に、所望の色調の画像や図柄などと、を形成するためのインクジェット捺染方法を提供することができる。
工程S3における、白色顔料インクの布帛2に対する付着量が、500g/m2以下であることから、白色顔料の発色性を確保した上で、白色顔料インクの付着量を低減して裏抜けの発生を抑えることができる。
以下に、本実施形態の処理液について、発色性、裏抜け、摩擦堅牢性、前処理痕、風合いを評価した実施例と比較例とを示し、本実施形態の効果をより具体的に説明する。
<処理液の調製>
実施例1から実施例24および比較例1から比較例7の各処理液の組成を、表1および表2に示した。表1および表2において、表中の数値の単位は質量%であり、カチオン性ポリマーおよび樹脂エマルションは、有効成分(固形分)の含有割合で表記している。イオン交換水は、処理液の全質量が100.0質量%となるように調整して添加した。なお、表中に数値の記載がない、「−」表記の欄は、含有しないことを意味する。
Figure 2019011528
Figure 2019011528
ここで、実施例1の処理液では、カチオン性化合物として多価金属塩の塩化カルシウム2水和物(試薬)を12.0質量%と、特定の化合物としてポリエチレンオキサイド類のアルコックス(登録商標)E−30(商品名、明成化学工業社)を2.0質量%と、樹脂微粒子を含有する樹脂エマルションとして酢酸ビニル系(酢酸ビニル−アクリル)樹脂エマルションのビニブラン(登録商標)1245L(商品名、日信化学工業社、固形分40質量%)を2.0質量%と、界面活性剤としてノニオン系(アセチレングリコール系)のオルフィン(登録商標)E1010(商品名、日信化学工業社、HLB値13から14)を0.1質量%と、水としてイオン交換水と、を用いた。
実施例2の処理液は、実施例1の処理液の組成に対して、樹脂エマルション(ビニブラン1245L)の添加量を1.0質量%とした組成である。実施例3の処理液は、実施例1の処理液の組成に対して、樹脂エマルションを添加しない組成である。
実施例4の処理液は、実施例1の処理液の組成に対して、特定の化合物をカルボキシメチルセルロース類のCMCダイセル(登録商標)1120(商品名、ダイセルファインケム社)(添加量2.0質量%)に変更した組成である。
実施例5の処理液は、実施例1の処理液の組成に対して、特定の化合物をヒドロキシエチルセルロース類のHECダイセル(登録商標)SP200(商品名、ダイセルファインケム社)(添加量2.0質量%)に変更した組成である。
実施例6の処理液は、実施例1の処理液の組成に対して、カチオン性化合物をカチオン性ポリマーのPAA−HCL−01(商品名、ニットーボーメディカル社)(添加量12.0質量%)に変更した組成である。
実施例7の処理液は、実施例1の処理液の組成に対して、特定の化合物(アルコックスE−30)の添加量を0.4質量%に減量した組成である。
実施例8の処理液は、実施例1の処理液の組成に対して、特定の化合物(アルコックスE−30)の添加量を4.5質量%に増量した組成である。
実施例9から実施例12の処理液は、実施例1の処理液と同一の組成とし、後述する捺染条件を実施例1から変更した。
実施例13の処理液は、実施例1の処理液の組成に対して、特定の化合物を、ポリビニルピロリドン類のピッツコール(登録商標)K−30L(商品名、第一工業製薬社)(添加量2.0質量%)に変更した組成である。
実施例14の処理液は、実施例13の処理液の組成に対して、樹脂エマルション(ビニブラン1245L)の添加量を1.0質量%に減量した組成である。実施例15の処理液は、実施例13の処理液の組成に対して、樹脂エマルションを添加しない組成である。
実施例16の処理液は、実施例6の処理液の組成に対して、特定の化合物をピッツコール(登録商標)K−30L(商品名、第一工業製薬社)(添加量2.0質量%)に変更した組成である。
実施例17の処理液は、実施例13の処理液の組成に対して、特定の化合物(ピッツコールK−30L)の添加量を0.4質量%に減量した組成である。
実施例18の処理液は、実施例13の処理液の組成に対して、特定の化合物(ピッツコールK−30L)の添加量を4.5質量%に増量した組成である。
実施例19から実施例22の処理液は、実施例13の処理液と同一の組成とし、後述する捺染条件を実施例13から変更した。
実施例23の処理液は、実施例13の処理液の組成に対して、カチオン性化合物(塩化カルシウム2水和物)の添加量を、7.0質量%に減量した組成である。
実施例24の処理液は、実施例13の処理液の組成に対して、カチオン性化合物(塩化カルシウム2水和物)の添加量を、20.0質量%に増量した組成である。
比較例1の処理液は、実施例1の処理液の組成に対して、特定の化合物を添加しない組成である。
比較例2の処理液は、実施例7の処理液の組成に対して、特定の化合物を添加しない組成である。
比較例3の処理液は、比較例1の処理液の組成に対して、カチオン性化合物として、さらに、カチオン性ポリマーのPAA−HCL−01(商品名、ニットーボーメディカル社)(添加量12.0質量%)を追加した組成である。
比較例4の処理液は、比較例3の処理液と同一の組成とし、後述する捺染条件を比較例3から変更した。
比較例5の処理液は、比較例1の処理液と同一の組成とし、後述する捺染条件を比較例1から変更した。
比較例6の処理液は、実施例1の処理液の組成に対して、カチオン性化合物(塩化カルシウム2水和物)を添加しない組成である。
比較例7の処理液は、比較例6の処理液の組成に対して、特定の化合物(ピッツコールK−30L)の添加量を4.5質量%に増量した組成である。
表1または表2に示した組成に従って、各実施例および各比較例の処理液を調製した。具体的には、各成分を容器に入れ、マグネティックスターラーを用いて2時間混合、撹拌を行った。その後、孔径5μmのPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)製メンブレンフィルターにてろ過し、各実施例および各比較例の処理液(以下、「各処理液」ともいう。)を得た。
<白色顔料インクの調製>
処理液を付着させた布帛の捺染評価用に用いる白色顔料インクAの組成を、表3に示した。表中の数値の単位は質量%である。イオン交換水は、白色顔料インクAの全質量が100.0質量%となるように調整して添加した。
Figure 2019011528
ここで、白色顔料インクAでは、白色顔料として二酸化チタン(C.I.ピグメントホワイト6)を採用し、白色顔料分散体として二酸化チタンスラリー NanoTek(R)Slurry(商品名、シーアイ化成社、二酸化チタン固形分20質量%、平均粒子径250nm)を用いた。表2では、二酸化チタンとしての含有量(顔料濃度)を表記しており、白色顔料インクAおける白色顔料分散体(二酸化チタンスラリー)の含有量は、40質量%となる。
樹脂としては、ウレタン系樹脂エマルションのタケラック(登録商標)WS−6021(商品名、三井化学ポリウレタン社、固形分30質量%)を用いた。表2では、白色顔料インクAにおける樹脂(固形分)としての含有量を表記しており、樹脂エマルションの分散媒体(水)を含めた含有量は、26.7質量%となる。また、シリコーン系界面活性剤(ノニオン性界面活性剤)として、BYK−348(商品名、BYK社)を用いた。その他、化合物名で記載した成分は、試薬として市販されているものを使用した。
表2に示した白色顔料インクAの組成に従って、各成分を容器に入れ、マグネティックスターラーを用いて2時間混合、撹拌を行った。次いで、直径0.3mmのジルコニアビーズを充填したビーズミルを用いて、1時間、分散処理を施した。その後、孔径5μmのPTFE製メンブレンフィルターにてろ過し、白色顔料インクAを得た。
<評価用布帛の作製>
[布帛]
着色されたポリエステル布帛として、以下のTシャツXを用いた。
TシャツX(黒色):glimmer ACTIVE WEAR 3.5oz インターロック ドライTシャツ005 ブラック(トムス社、ポリエステル100%)
[処理液の塗布]
TシャツXに対する前処理(工程S1)として、実施例および比較例の処理液をTシャツXに塗布した。塗布方法としてはローラー塗布を採用し、処理液をスポンジローラーに充分含浸させた。次いで、該スポンジローラーを、TシャツXの胸の領域(片面)のおもて面に対して、左右方向、およびそれと略直交する上下方向へそれぞれ3から4回ころがし、付着量がなるべく均一となるように処理液を塗布した。ここで、TシャツXにおける処理液の付着量は、A4サイズの面積当たりで、約20gであった。
次に、工程S2として、処理液を塗布したTシャツXに、ヒートプレス機を用い、ヒートプレスのプレス力を3.0kNとし、90秒間の加熱乾燥を施した。このとき、加熱温度は、実施例9、実施例19、比較例4では170℃とし、これら以外では130℃とした。
[顔料捺染]
次に、工程S3として、インクジェットプリンターSC−F200(商品名、セイコーエプソン社)を用いたインクジェット法にて、各TシャツXの処理液を付着させた領域へ、白色顔料インクAでベタ状に捺染を行った。このとき、白色顔料インクAのTシャツXに対する付着量は、実施例11、実施例21、比較例5では500g/m2とし、実施例12、実施例22では230g/m2とし、これら以外では300g/m2とした。
その後、工程S4として、ヒートプレス機を用い、ヒートプレスのプレス力を3.0kNとし、90秒間の加熱乾燥を施した。このとき、加熱温度は、実施例10、実施例20では170℃とし、これら以外では130℃とした。
上述した捺染条件のうち、処理液の加熱温度、TシャツXに捺染した際の白色顔料インクAの付着量(インク付着量)、工程S4における加熱温度(インクの加熱温度)を表1および表2に示した。以上の手順により、各実施例および各比較例の評価用TシャツXを作製した。
<評価>
各処理液を塗布して捺染を施した評価用TシャツXについて、以下の評価を実施し、その結果を表4に記載した。
[発色性]
TシャツXの白色顔料インクAで捺染を施した領域αについて、白色顔料の発色性(白色度)の指標として、色彩測定を行った。具体的には、測色機Spectrolino(グレタグ社)を用いて、L*を測定し、以下の基準に従って評価した。なお、発色性の評価がC以上である場合、本願発明の効果が得られているということができる。
A:L*が、78以上である。
B:L*が、75以上、78未満である。
C:L*が、72以上、75未満である。
D:L*が、69以上、72未満である。
E:L*が、69未満である。
[裏抜け]
TシャツXの表裏を裏返して、領域αの裏側に白色顔料がしみ出てきている状態、すなわち裏抜けの発生の程度を目視で観察し、以下の基準に従って評価した。
A:白色顔料のしみ出し(裏抜け)が見えないか、殆ど見えない。
B:白色顔料のしみ出し(裏抜け)が少し見える。
C:白色顔料のしみ出し(裏抜け)が顕著に見える。
[摩擦堅牢性]
摩擦堅牢性の指標として、TシャツXの領域αから試験片を切り出し、ISO 105−X12(繊維・染色堅牢度試験 ラビングに対する染色堅牢度)に準拠して試験を実施した。具体的には、Clockmaster Type1(James Heal社)を用い、対向布を金巾とし、乾燥モード(対向布が乾燥)にて荷重9Nで10往復の摩擦摺動を施した。その後、試験後の試験片について、白色顔料の剥離状態を目視で観察し、以下の基準に従って評価した。なお、裏抜け評価が、C評価であった例については、摩擦堅牢性の測定が困難であったためNoData(ND)と記載した。
A:白色顔料の剥離が見えないか、殆ど見えない。
B:白色顔料の剥離が少し見える。
C:白色顔料の剥離が顕著に見える。
[風合い]
風合いの指標として、TシャツXの領域αを手で触り、その感触について、以下の基準に従って官能評価を行った。
A:柔らかく、ごわついた感触は気にならない。
B:やや硬さ(ごわついた感触)がある。
C:顕著にごわついた感触がある。
[前処理痕]
予め着色された布帛に対して、処理液を付着させると、処理液を付着させなかった箇所との対比で、色相変化などの外観上の差異が前処理痕として発生する場合がある。前処理痕の指標として、TシャツXについて、処理液を付着させなかった領域βと、処理液を付着させたが白色顔料インクAで捺染を施さなかった領域γと、を目視によって観察し、以下の基準に従って評価した。
A:領域βに対して、領域γでは外観上の差異が殆ど見えない。
B:領域βに対して、領域γでは外観上の差異が少し見える。
C:領域βに対して、領域γでは外観上の差異が顕著に見える。
[保管安定性]
処理液を保管した場合の安定性の指標として、保管安定性の評価を行った。具体的には、調製直後の処理液をサンプル瓶に入れ、23℃で3日間静置した後の状態を目視で観察し、以下の基準に従って評価した。
A: 目視で相分離が認められない。
B: 目視で相分離が認められるが、振ると相分離が無くなる。
C: 目視で相分離が認められ、振っても相分離が無くならない。
Figure 2019011528
表4に示したように、実施例1から実施例24では、発色性(白色度)の評価において、全水準が「可」レベルに相当するC評価以上となった。特に、処理液における特定の化合物の含有量が2質量%以上、白色顔料インクAの付着量が300g/m2以上、および工程S4の加熱温度が130℃以下の水準では、「適」レベルに相当するB評価以上となった。これにより、処理液に特定の化合物を用いることにより、ポリエステル布帛において発色性が向上することが示された。
裏抜けの評価では、白色顔料インクAの付着量を500g/m2とした実施例11および実施例21と、カチオン性化合物(塩化カルシウム2水和物)の添加量を、7.0質量%に減量した実施例23とがB評価となった他は、全ての実施例がA評価となり、白色顔料の裏抜けの発生が低減されることが示された。
摩擦堅牢性の評価では、処理液に樹脂エマルションを用いた実施例(実施例3、実施例4、実施例15、実施例24以外)が、「好適」レベルに相当するA評価となり、摩擦堅牢性が向上することが示された。また、風合いの評価では、特定の化合物の含有量を4.5質量%とした実施例8および実施例18と、カチオン性化合物(塩化カルシウム2水和物)の添加量を、7.0質量%に減量した実施例23とがB評価となった他は、全ての実施例でA評価が得られ、生地(ポリエステル布帛)の風合いが維持されることが示された。さらに、前処理痕の評価では、全ての実施例でB評価以上が得られた。
保管安定性の評価では、樹脂エマルションと、特定の化合物として、ポリエチレンオキサイド類、カルボキシメチルセルロース類、ヒドロキシエチルセルロース類のいずれかとを含む処理液(実施例1、2、5から12)では、「適」レベルに相当するB評価となり、それ以外の実施例では、「好適」レベルに相当するA評価となった。
これに対して、比較例では、発色性の評価が全ての水準で、「不適」レベルに相当するD評価または「著しく不適」レベルに相当するE評価となり、発色性が実施例と比べて劣るものであることが分かった。また、裏抜けの評価では、白色顔料インクAの付着量を500g/m2とした比較例5と、カチオン性化合物を添加しなかった比較例6および比較例7とがC評価となり、裏抜けが向上しにくいことが分かった。
1…プリンター、2…布帛、3…インクジェットヘッド、4…キャリッジ、5…主走査機構、6…プラテンローラー、7a,7b,7c,7d,7e,7f…インクカートリッジ、8…タイミングベルト、9…モーター、10…ガイド軸。

Claims (10)

  1. インクジェット顔料捺染において、布帛に付着して用いる処理液組成物であって、
    カチオン性化合物と、ポリビニルピロリドン類、ポリエチレンオキサイド類、カルボキシメチルセルロース類、ヒドロキシエチルセルロース類、ポリビニルアルコール類から選択される少なくとも1種の化合物と、水と、を含有し、
    前記布帛がポリエステルを含む、処理液組成物。
  2. 白色顔料インクを捺染するために用いられる、請求項1に記載の処理液組成物。
  3. 前記布帛が、着色された布帛である、請求項1または請求項2に記載の処理液組成物。
  4. 前記カチオン性化合物が、多価金属塩、カチオン性ポリマーのうちの少なくとも1種である、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の処理液組成物。
  5. ポリビニルピロリドン類、ポリエチレンオキサイド類、カルボキシメチルセルロース類、ヒドロキシエチルセルロース類、ポリビニルアルコール類から選択される少なくとも1種の化合物の含有量が、処理液組成物の全質量に対し、0.5質量%以上、6.0質量%以下である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の処理液組成物。
  6. さらに樹脂微粒子を含有する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の処理液組成物。
  7. 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の処理液組成物を、布帛に付着させる工程を備えたインクジェット捺染方法。
  8. 前記処理液組成物を布帛に付着させる工程の後に、140℃以下の温度で加熱する工程を備えた、請求項7に記載のインクジェット捺染方法。
  9. 前記処理液組成物が付着した領域へ、白色顔料インクをインクジェット法にて付着させる工程を備えた、請求項7または請求項8に記載のインクジェット捺染方法。
  10. 前記白色顔料インクの前記布帛に対する付着量が、500g/m以下である、請求項9に記載のインクジェット捺染方法。
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