JP2019196482A - デジタルテキスタイル印刷インク用超高白色度水性白色ペースト及びそれを用いたインク組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】良好な安定性及び超高白色度を有するデジタルテキスタイル印刷インク用超高白色度水性白色ペーストを提供する。【解決手段】４０ｗｔ％〜７０ｗｔ％のＴｉＯ２粉末と、１ｗｔ％〜５ｗｔ％の湿潤剤と、２ｗｔ％〜１２ｗｔ％の分散剤と、残部の水と、を備えたデジタルテキスタイル印刷インク用超高白色度水性白色ペーストおよび該ペーストを用いたインク組成物。ここで、ＴｉＯ２粉末はルチルＴｉＯ２粉末であり、湿潤剤は脂肪酸誘導体であり、分散剤はアクリル酸共重合体である。【選択図】なし
Description
本出願は、２０１８年５月８日付け台湾特許出願第１０７１１５６３１号の利益を主張するものであり、その主題は参照によりここに組み込まれる。
本開示は、デジタルテキスタイル印刷インク用水性白色ペースト及びそれを用いたインク組成物に関する。より具体的には、本開示は、デジタルテキスタイル印刷インク用超高白色度水性白色ペースト及びそれを用いたインク組成物に関する。
デジタルテキスタイル印刷インク用白色ペーストが市販されているが、市販されている白色ペーストは、不十分な白色度及び好ましくない粒子サイズにおいて不利である。例えば、ＤＩＣ、大日精化工業又はダイヤモンド社の製品等の市販の白色ペーストは、不十分な白色度及び大きな粒子サイズの問題を有し、ユーザの要求を満たすことができない。
現在の白色ペーストにおいては、小分子溶媒が湿潤剤として用いられている。しかし、試験結果は、小分子溶媒が水性白色ペースト中の粉末の分散を効果的に改善することができないことを示している。例えば、ＷＯ２０１２０４０８８９は、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（ＤＥＧＭＢＥ）及びトリエチレングリコールモノブチルエーテル（ＴＥＧＭＢＥ）等の小分子溶媒の使用を開示している。しかし、試験結果は、開示されている小分子溶媒が白色ペースト中のＴｉＯ２粉末の分散を効果的に改善することができないことを示している。
従って、デジタルテキスタイル印刷用インク組成物への適用の要求を満たすために、超高白色度、安定な分散及び適切な粒子サイズ分布を有する水性白色ペーストを提供することが望ましい。
本開示の目的は、良好な安定性及び超高白色度を有するデジタルテキスタイル印刷インク用超高白色度水性白色ペーストを提供することである。
本開示のデジタルテキスタイル印刷インク用超高白色度水性白色ペーストは、４０ｗｔ％〜７０ｗｔ％のＴｉＯ２粉末と、１ｗｔ％〜５ｗｔ％の湿潤剤と、２ｗｔ％〜１２ｗｔ％の分散剤と、残部の水と、を備える。ここで、ＴｉＯ２粉末はルチルＴｉＯ２粉末であり、湿潤剤は脂肪酸誘導体であり、分散剤はアクリル酸共重合体である。
本開示の超高白色度水性白色ペーストにおいて、水性キャリア中のＴｉＯ２粉末（即ち顔料）の湿潤性は、湿潤剤として脂肪酸誘導体を用いることによって改善することができる。その一方で、適切な分散剤を用いると、ＴｉＯ２粉末（即ち顔料）の分散性を改善することができ、粒子サイズが大きい粉末の割合を効果的に減少させることができる。従って、得られた超高白色度水性白色ペーストは、良好な安定性及び優れた白色度を有することができる。加えて、本開示の超高白色度水性白色ペーストは良好な顔料分散を有するので、ＴｉＯ２粉末の粒子サイズを所定範囲内に維持することができる。従って、本開示の超高白色度水性白色ペーストを用いてデジタルテキスタイル印刷用インク組成物を処方(formulates)すれば、ＴｉＯ２粉末がデジタルテキスタイル印刷用のノズルを詰まらせることはなく、印刷されたインクは、定着プロセス(fixing process)後にテキスタイル（綿テキスタイル、ナイロンテキスタイル、不織テキスタイル、リネンテキスタイル又は他の繊維製のテキスタイル等）上に良好に定着することができる。このように、白色度が十分に高くないという問題を防止することができる。
本開示の超高白色度水性白色ペーストにおいて、分散剤は、アニオン性分散剤、非イオン性分散剤又はそれらの組み合わせとすることができる。分散剤の分子量は、４０００〜１００００の範囲にすることができる。好ましくは、分散剤はアニオン性分散剤である。分散剤がアニオン性分散剤であると、ＴｉＯ２粉末の分散性を改善することができる。本開示の一実施形態においては、分散剤としてのアクリル酸共重合体は、ブロックアクリル酸共重合体、ランダムアクリル酸共重合体又はそれらの組み合わせとすることができる。好ましくは、アクリル酸共重合体はランダムアクリル酸共重合体である。本開示の超高白色度水性白色ペーストに適した分散剤の例としては、限定はされないが、Ｊｏｎｃｒｙｌ（登録商標）ＨＰＤ１９６、Ｊｏｎｃｒｙｌ（登録商標）５８６、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ‐２０１５又はＥＤＡＰＬＡＮ（登録商標）４８０が挙げられる。ここで、上述の分散剤は単独で用いることができ、あるいは上述の分散剤の２つ以上を組み合わせて用いることもできる。
本開示の超高白色度水性白色ペーストにおいて、湿潤剤としての脂肪酸誘導体の分子量は、５００〜２０００の範囲にすることができる。本開示の超高白色度水性白色ペーストに適した湿潤剤の例としては、限定はされないが、ＴＥＧＯ（登録商標）Ｄｉｓｐｅｒｓ６５２、ＥＤＡＰＬＡＮ（登録商標）９１５又はＭＥＴＯＬＡＴ３９０が挙げられる。ここで、上述の湿潤剤は単独で用いることができ、あるいは上述の湿潤剤の２つ以上を組み合わせて用いることもできる。
本開示の超高白色度水性白色ペーストにおいて、湿潤剤の含有量は、１ｗｔ％〜５ｗｔ％の範囲にすることができ、好ましくは１．５ｗｔ％〜３ｗｔ％の範囲にすることができる。
本開示の超高白色度水性白色ペーストにおいて、ＴｉＯ２粉末のＤｖ５０は２００ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲にあり、ＴｉＯ２粉末のＤｖ９５は５００ｎｍ未満である。好ましくは、ＴｉＯ２粉末のＤｖ５０は２００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲にあり、ＴｉＯ２粉末のＤｖ９５は５００ｎｍ未満である。本開示において、Ｄｖ５０（又はＤｖ０．５）は、体積分布に対する粒子サイズの中央値であり、Ｄｖ９５は、粒子サイズであって粒子の体積の９５％がその粒子サイズ未満である粒子サイズである。
また、本開示の超高白色度水性白色ペーストのＣＩＥ白色度は、８５より大きい。
更に、本開示の超高白色度水性白色ペーストは、主要ＴｉＯ２粉末、湿潤剤、分散剤及び水を含有する混合物を粉砕プロセス(milling process)により微粉砕することによって調製される。ここで、粉砕プロセスは、媒体粉砕プロセス、バスケット粉砕プロセス、高速分散プロセス又はそれらの組み合わせとすることができ、上述の粉砕プロセスは単独で用いることができ、あるいは上述の粉砕プロセスの２つ以上を組み合わせて用いることもできる。粉砕媒体(milling media)に制約はない。また、超高白色度水性白色ペーストを調製するために用いられる主要ＴｉＯ２粉末のＤｖ５０は３２０ｎｍより大きく、そのＤｖ９５は５００ｎｍより大きい。更に、主要ＴｉＯ２粉末は、アルミニウム又は有機材料で表面処理した後の市販のルチルＴｉＯ２粉末である。
本開示の超高白色度水性白色ペーストは、主としてデジタルテキスタイル印刷に用いられる。従って、本開示は更に、１５ｗｔ％〜２０ｗｔ％の前述の超高白色度水性白色ペーストと、２０ｗｔ％〜３５ｗｔ％の樹脂と、１ｗｔ％〜３ｗｔ％の架橋剤と、０．１ｗｔ％〜０．５ｗｔ％の界面活性剤と、１５ｗｔ％〜３０ｗｔ％の水溶性有機溶媒と、０．１ｗｔ％〜０．２ｗｔ％の殺生物剤と、残部の水と、を備えるデジタルテキスタイル印刷用インク組成物を提供する。
本発明の他の目的、利点及び新規な特徴は、添付の図面と共に以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
以下の実施形態は、添付の図面と共に読まれるとき、本開示の上述の及び他の技術的内容、特徴及び／又は効果を明確に示すために作成されている。特定の実施形態による説明を通して、人々は、本開示が上記の目的を達成するために採用する技術的手段及び効果を更に理解するであろう。また、ここに開示された内容は、当業者によって容易に理解されるはずであり且つ実施され得るので、本開示の概念から逸脱しない全ての均等な変更又は修正は、添付の特許請求の範囲により包含されるべきである。
特に明記しない限り、本明細書及び特許請求の範囲において用いられる単数形の語「ａ」及び「ｔｈｅ」は、１つ又は複数の対象を含む。
特に明記しない限り、本明細書及び特許請求の範囲で用いられる用語「又は」は、「及び／又は」の意味を含む。
本開示の以下の実施形態（Ｅｘ）及び比較実施形態（Ｃｏｍｐ．Ｅｘ）においては、以下の表１に示される配合(formulation)に従う主要ＴｉＯ２粉末、湿潤剤、分散剤及び水を含有する混合物を、媒体粉砕プロセス、バスケット粉砕プロセス又は高速分散プロセスによって２時間にわたり微粉砕し、ＴｉＯ２粉末を分散させた。粉砕プロセスの後、実施形態及び比較実施形態の水性白色ペーストが得られた。
＜粒子サイズの測定＞
粒子サイズ分析器、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ ２０００を用いて粒子サイズを検出した。
粒子サイズ分析器、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ ２０００を用いて粒子サイズを検出した。
ここで、記号◎は、Ｄｖ５０が２５０ｎｍ〜２９０ｎｍの範囲内にあり、Ｄｖ９５が４５０ｎｍ未満であることを示す。記号○は、Ｄｖ５０が２９０ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲にあり、Ｄｖ９５が４５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲にあることを示す。記号△は、Ｄｖ５０が３２０ｎｍ〜３６０ｎｍの範囲にあり、Ｄｖ９５が５００ｎｍより大きいことを示す。記号Ｘは、Ｄｖ５０が３６０ｎｍより大きく、Ｄｖ９５が６００ｎｍより大きいことを示す。
＜白色度の測定＞
得られた水性白色ペーストを、水溶性ポリウレタン分散剤（ＰＵＤ）と共に１０ｗｔ％のＴｉＯ２粉末を含有する白色インク組成物に配合した(formulated into)。前処理液で処理した黒色布に、塗工機（湿式被膜塗工機ＺＥＨＮＴＮＥＲ ＺＵＡ２０００及び電気塗工機ＺＥＨＮＴＮＥＲ ＺＡＡ）を用いたスクレーパー塗工プロセスにより、白色インク組成物を塗布した。塗工速度は５ｍｍ／ｓとし、塗膜の厚さは１５０μｍとした。次いで、黒色布上の塗膜を、加熱プレス機を用いて１６５℃、９０秒間の加熱プレスプロセスにより定着させた。定着プロセス後の白色インク組成物で被覆された黒色布をＤａｔａｃｏｌｏｒ４００で検出した。ここで用いた照明源は、Ｄ６５に近似するようにフィルタリングを行い、ＣＩＥ白色度を測定した。代替的には、定着プロセス後の白色インク組成物で被覆された黒色布を目視検査により検出した。
得られた水性白色ペーストを、水溶性ポリウレタン分散剤（ＰＵＤ）と共に１０ｗｔ％のＴｉＯ２粉末を含有する白色インク組成物に配合した(formulated into)。前処理液で処理した黒色布に、塗工機（湿式被膜塗工機ＺＥＨＮＴＮＥＲ ＺＵＡ２０００及び電気塗工機ＺＥＨＮＴＮＥＲ ＺＡＡ）を用いたスクレーパー塗工プロセスにより、白色インク組成物を塗布した。塗工速度は５ｍｍ／ｓとし、塗膜の厚さは１５０μｍとした。次いで、黒色布上の塗膜を、加熱プレス機を用いて１６５℃、９０秒間の加熱プレスプロセスにより定着させた。定着プロセス後の白色インク組成物で被覆された黒色布をＤａｔａｃｏｌｏｒ４００で検出した。ここで用いた照明源は、Ｄ６５に近似するようにフィルタリングを行い、ＣＩＥ白色度を測定した。代替的には、定着プロセス後の白色インク組成物で被覆された黒色布を目視検査により検出した。
ここで、目視検査の結果は、レベル１〜レベル５で定義され、レベル１は白色度が最悪であることを意味し、レベルが高くなると白色度は良好になり、レベル５は白色度が最良であることを意味する。
粒子サイズ及び白色度の測定結果を下記の表１に示す。
表１に示すように、比較実施形態１〜６の水性白色ペーストを用いて調製した白色インク組成物は、粒子サイズ及び／又は白色度が劣っている。これに対し、実施形態１〜３の水性白色ペーストを用いて調製された白色インク組成物は、優れた粒子サイズ及び白色度を示す。特に、比較実施形態６の水性白色ペーストは、アニオン性アクリル酸共重合体分散剤を含有するが湿潤剤を含有しておらず、ＴｉＯ２粉末の粒子サイズは依然として大きい。一方、実施形態１〜３の水性白色ペーストは、アニオン性アクリル酸共重合体分散剤及び湿潤剤を含有しており、水性系においてＴｉＯ２粉末の表面湿潤性を高めることができ、ＴｉＯ２粉末の分散を改善することができ、またＴｉＯ２粉末の粒子サイズは望ましい範囲内にある。ＴｉＯ２粉末の粒子サイズが小さい直径を有するように分布している場合、インク中に含まれるＴｉＯ２粉末はデジタルテキスタイル印刷用のノズルを詰まらせることがない。加えて、比較実施形態１〜５と比較して、実施形態１〜３の水性白色ペーストにおいて分散剤として非イオン性アクリル酸共重合体を用いた場合、白色度を目視検査により２乃至３レベル高めることができる。
実施形態１の水性白色ペースト中及び市販の白色ペースト中のＴｉＯ２粉末の粒子サイズを測定した。また、実施形態１の水性白色ペースト及び市販の白色ペーストにより調製された白色インク組成物の白色度も測定した。結果を下記の表２に示す。
表２に示すように、実施形態１の水性白色ペーストは、ＴｉＯ２粉末粒子サイズ分布が良好であり、白色度が優れている。
以下、水性白色ペースト中のＴｉＯ２粉末粒子サイズ分布に対するＴｉＯ２粉末の異なる含有量及び湿潤剤の異なる含有量の影響を比較する。下記の表３には、実施形態４〜５と実施形態１〜２との相違点のみを示している。実施形態４及び５で用いたＴｉＯ２粉末の粒子サイズ、分散剤の種類及び含有量、湿潤剤の種類並びに殺生物剤の種類及び含有量は、実施形態１及び２で用いたものと同じである。結果を下記の表３に示す。
以下、水性白色ペースト中のＴｉＯ２粉末粒子サイズ分布に対する異なる湿潤剤の影響を比較する。下記の表４には、実施形態６〜７と実施形態２との相違点のみを示している。実施形態６及び７で用いたＴｉＯ２粉末の粒子サイズ並びに殺生物剤の種類及び含有量等の残りは、実施形態２で用いたものと同じである。
表４に示す結果によれば、湿潤剤として異なる脂肪酸誘導体を用いた場合、得られた水性白色ペーストは全て、良好な安定性、分散及び粒子サイズ分布を有する。
以下、水性白色ペースト中のＴｉＯ２粉末粒子サイズ分布に対する異なる分散剤の影響を比較する。下記の表５には、実施形態１と比較実施形態７〜８との相違点及び実施形態１と実施形態８〜９との相違点のみが示されている。比較実施形態７〜８及び実施形態８〜９で用いたＴｉＯ２粉末の粒子サイズ並びに殺生物剤の種類及び含有量等の残りは、実施形態１で用いたものと同じである。結果を下記の表５に示す。
表５に示す結果によれば、分散剤として異なるアクリル酸共重合体を用いた場合、得られた水性白色ペーストは全て、良好な安定性、分散及び粒子サイズ分布を有する。また、比較実施形態７及び８と比較して、分散剤としてのアクリル酸共重合体及び湿潤剤としての脂肪酸誘導体を一緒に用いると、実施形態８及び９の水性白色ペーストは良好な分散及び粒子サイズ分布を有する。
表１〜表４に示す結果によれば、本開示の水性白色ペーストにおいて、分散剤としてランダムアクリル酸共重合体を用い且つ湿潤剤として脂肪酸誘導体を用いた場合、水性白色ペースト中の湿潤剤は、ＴｉＯ２粉末の表面湿潤性を改善して、水性白色ペースト中のＴｉＯ２粉末の分散を向上させることができる。従って、水性白色ペーストの粒子サイズを著しく減少させることができる。また、得られた水性白色ペーストは、優れた安定性及び白色度を示すことができる。更に、本開示の水性白色ペーストは、優れた保存安定性及び安定した分散性を有するので、本開示の水性白色ペーストには、凝集や凝固(flocculation or coagulation)は生じない。
実施形態１で調製した水性白色ペーストを下記の表６に示す処方で白色インク組成物に配合した。得られた白色インク組成物を、前処理液で処理した黒色布に印刷機（エプソン４８８０）を用いたインクジェット印刷プロセスにより塗布したところ、良好なインクジェット印刷適性が得られている。
洗濯堅牢度（ＡＡＴＣＣ ６１ ３Ａ）及び乾／湿摩擦堅牢度（ＡＡＴＣＣ ８）についての試験後、インクジェット印刷プロセスにより得られた白色パターンは、レベル４〜５の洗濯堅牢度及びレベル４〜５の乾／湿摩擦堅牢度を有する。
本発明をその好ましい実施形態に関して説明してきたが、特許請求の範囲に記載した本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、他の多くの可能な修正及び変形がなされ得ることが理解されるべきである。
Claims (18)
- ４０ｗｔ％〜７０ｗｔ％のＴｉＯ２粉末と、
１ｗｔ％〜５ｗｔ％の湿潤剤と、
２ｗｔ％〜１２ｗｔ％の分散剤と、
残部の水と、を備え、
前記ＴｉＯ２粉末がルチルＴｉＯ２粉末であり、前記湿潤剤が脂肪酸誘導体であり、前記分散剤がアクリル酸共重合体である、デジタルテキスタイル印刷インク用超高白色度水性白色ペースト。 - 前記分散剤がアニオン性分散剤、非イオン性分散剤又はそれらの組み合わせである、請求項１に記載の超高白色度水性白色ペースト。
- 前記分散剤が前記アニオン性分散剤である、請求項２に記載の超高白色度水性白色ペースト。
- 前記脂肪酸誘導体の分子量が５００〜２０００の範囲にある、請求項１に記載の超高白色度水性白色ペースト。
- 前記アクリル酸共重合体がランダムアクリル酸共重合体である、請求項１に記載の超高白色度水性白色ペースト。
- 前記ＴｉＯ２粉末のＤｖ５０が２００ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲にあり、前記ＴｉＯ２粉末のＤｖ９５が５００ｎｍ未満である、請求項１に記載の超高白色度水性白色ペースト。
- 前記湿潤剤の含有量が１．５ｗｔ％〜３ｗｔ％の範囲にある、請求項１に記載の超高白色度水性白色ペースト。
- 前記超高白色度水性白色ペーストのＣＩＥ白色度が８５より大きい、請求項１に記載の超高白色度水性白色ペースト。
- 前記超高白色度水性白色ペーストが、主要ＴｉＯ２粉末、前記湿潤剤、前記分散剤及び前記水を含有する混合物を粉砕プロセスにより微粉砕することによって調製され、前記粉砕プロセスが、媒体粉砕プロセス、バスケット粉砕プロセス、高速分散プロセス又はそれらの組み合わせである、請求項１に記載の超高白色度水性白色ペースト。
- １５ｗｔ％〜２０ｗｔ％の超高白色度水性白色ペーストと、
２０ｗｔ％〜３５ｗｔ％の樹脂と、
１ｗｔ％〜３ｗｔ％の架橋剤と、
０．１ｗｔ％〜０．５ｗｔ％の界面活性剤と、
１５ｗｔ％〜３０ｗｔ％の水溶性有機溶媒と、
０．１ｗｔ％〜０．２ｗｔ％の殺生物剤と、
残部の水と、を備えるデジタルテキスタイル印刷用インク組成物であって、
前記超高白色度水性白色ペーストが、
前記超高白色度水性白色ペーストの総重量に基づく４０ｗｔ％〜７０ｗｔ％のＴｉＯ２粉末と、
前記超高白色度水性白色ペーストの総重量に基づく１ｗｔ％〜５ｗｔ％の湿潤剤と、
前記超高白色度水性白色ペーストの総重量に基づく２ｗｔ％〜１２ｗｔ％の分散剤と、
前記超高白色度水性白色ペーストの総重量に基づく残部の水と、を備え、
前記ＴｉＯ２粉末がルチルＴｉＯ２粉末であり、前記湿潤剤が脂肪酸誘導体であり、前記分散剤がアクリル酸共重合体である、デジタルテキスタイル印刷用インク組成物。 - 前記分散剤がアニオン性分散剤、非イオン性分散剤又はそれらの組み合わせである、請求項１０に記載のインク組成物。
- 前記分散剤が前記アニオン性分散剤である、請求項１１に記載のインク組成物。
- 前記脂肪酸誘導体の分子量が５００〜２０００の範囲にある、請求項１０に記載のインク組成物。
- 前記アクリル酸共重合体がランダムアクリル酸共重合体である、請求項１０に記載のインク組成物。
- 前記ＴｉＯ２粉末のＤｖ５０が２００ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲にあり、前記ＴｉＯ２粉末のＤｖ９５が５００ｎｍ未満である、請求項１０に記載のインク組成物。
- 前記湿潤剤の含有量が１．５ｗｔ％〜３ｗｔ％の範囲にある、請求項１０に記載のインク組成物。
- 前記超高白色度水性白色ペーストのＣＩＥ白色度が８５より大きい、請求項１０に記載のインク組成物。
- 前記超高白色度水性白色ペーストが、主要ＴｉＯ２粉末、前記湿潤剤、前記分散剤及び前記水を含有する混合物を粉砕プロセスにより微粉砕することによって調製され、前記粉砕プロセスが、媒体粉砕プロセス、バスケット粉砕プロセス、高速分散プロセス又はそれらの組み合わせである、請求項１０に記載のインク組成物。
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