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
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
[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。
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。
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。
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。
[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%)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (10)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 前記白色顔料インクの前記布帛に対する付着量が、500g/m2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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