JP2022026570A - インクジェット顔料捺染用処理液組成物、インクセット、及び記録方法 - Google Patents

インクジェット顔料捺染用処理液組成物、インクセット、及び記録方法 Download PDF

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Abstract

【課題】優れた堅牢性の記録物を得ることができるインクジェット顔料捺染用処理液組成物を提供する。【解決手段】布帛に付着させて用いる処理液組成物であって、ポリエステル系樹脂を含有する樹脂粒子と、カチオン性化合物と、を含有する、インクジェット顔料捺染用処理液組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、インクジェット顔料捺染用処理液組成物、インクセット、及び記録方法に関する。
インクジェット記録方法は、比較的単純な装置で、高精細な画像の記録が可能であり、各方面で急速な発展を遂げている。その中で、より安定して高品質な記録物を得ることについて種々の検討がなされている。
例えば、特許文献1には、作業性に問題なく、着色布の品質(風合い、堅牢性)にも優れた、顔料によるインクジェット方法による繊維の着色方法が開示されている。このインクジェット方法では、(A)顔料、水溶性顔料分散剤及び親水性溶媒からなる平均粒子径が200nm以下且つ最大粒子径が500nm以下の顔料分散体、(B)水溶性固着剤、及び(C)架橋剤からなるインク組成物において、(A)の水溶性顔料分散剤が、所定の(メタ)アクリル酸エステル単量体20~80部、(2)カルボキシル基を有する脂肪族ビニル単量体80~20部、並びに(3)非カルボキシル基系の架橋性官能基を有する脂肪族ビニル単量体0~20部からなる分子量2,000~20,000のエマルジョン重合体を塩基性物質により中和したものであり、(B)の水溶性固着剤が架橋性官能基を有するものであり、及び(C)の架橋剤が、(A)の水溶性顔料分散剤の架橋性官能基及び(B)の水溶性固着剤の架橋性官能基と100℃以上の温度で架橋反応する官能基を持つもので構成されていることを特徴とする、繊維上で加熱により架橋し固着する特性を有するインクジェット顔料捺染用インクが用いられる。
特開2012-251062号公報
しかしながら、特許文献1に記載されるようなインクジェット顔料捺染用インクを用いて布帛を含む記録媒体に対して、インクジェット記録によって顔料捺染を行うと、得られる記録物の耐摩擦堅牢性及び耐洗濯性に未だ改良の余地が見られる。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、布帛に付着させて用いる処理液組成物であって、ポリエステル系樹脂を含有する樹脂粒子とカチオン性化合物とを含有するインクジェット顔料捺染用処理液組成物を用いることにより、優れた堅牢性の記録物を得ることができることを見出して、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、布帛に付着させて用いる処理液組成物であって、ポリエステル系樹脂を含有する樹脂粒子と、カチオン性化合物と、を含有する、インクジェット顔料捺染用処理液組成物である。
本発明に係るインクセットは、本発明に係るインクジェット顔料捺染用処理液組成物と、顔料を含有するインク組成物と、を含むインクセットである。
本発明に係る記録方法は、本発明に係るインクジェット顔料捺染用処理液組成物を布帛に付着させる工程を含む記録方法である。
本実施形態の記録方法の一例を示すフローチャートである。
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の実施の形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。なお、本明細書において「(メタ)アクリル系樹脂」とは、アクリル系樹脂及びそれに対応するメタクリル系樹脂の両方を意味する。
本明細書において、「顔料捺染」とは、布帛を含む記録媒体上に、顔料を含有するインク組成物を記録(印刷)することをいい、単に「捺染」又は「印捺」ともいう。また、「インクジェット顔料捺染」とは、インクジェット方式を利用して布帛を含む記録媒体上に、顔料を含有するインク組成物を記録(印刷)することをいい、インクジェット記録の一種である。「記録物」とは、布帛を含む記録媒体上にインク組成物が記録されて画像が形成されたものをいう。
処理液組成物
本実施形態の処理液組成物は、布帛に付着させて用い、ポリエステル系樹脂を含有する樹脂粒子と、カチオン性化合物とを含有する。また、本実施形態の処理液組成物は、インクジェット顔料捺染に用いられるものであるが、顔料を含有するインク組成物と同じ布帛に付着させて用いられるものであればよく、インクジェット方式以外の方法、例えば後述するロールコーター等で塗布する方法で布帛に付着させるものであってもよい。また、本実施形態の処理液組成物は、布帛にインク組成物よりも前若しくは後、或いは同時に付着させることが可能であるが、インク組成物よりも前に付着させるものであることが好ましい。
本実施形態の処理液組成物を用いることにより、優れた堅牢性の記録物を得ることができる要因は下記のように考えている。ただし、要因はこれに限定されない。すなわち、従来の処理液組成物は、布帛に予め塗布されていることによって、顔料捺染インクが布帛の表面近傍に留まり、記録物の堅牢性(具体的には、摩擦堅牢性や耐洗濯性)に改善の余地がある。また、記録物の堅牢性を向上させるために、特許文献1に記載するように架橋剤を含有するインク組成物を用いると、所定の布帛、例えばポリエステルのような疎水性繊維からなる布帛に捺染する場合には、布帛が当該架橋剤と反応する官能基を有しないため、記録物の堅牢性を向上させる効果が低い。また、架橋剤は、架橋反応を進行させるための加熱処理が必要となることも多く、高温での加熱処理を行えない場合にも、未だ堅牢性に改善の余地がある。一方、本実施形態の処理液組成物は、ポリエステル系樹脂を含有する樹脂粒子を含有することにより、布帛上で塗膜を形成した際に、ポリエステル系樹脂が布帛の繊維との密着性を向上させ、繊維表面から塗膜がはがれにくくなるため、優れた堅牢性の記録物を得ることができる。また、ポリエステル系樹脂は、その構造や性質からアクリル系樹脂やウレタン系樹脂等の他の樹脂と比較して、布帛への親和性が高いと推定される。また、本実施形態の処理液組成物を用いることにより、優れた保存安定性、発色、及び風合いの記録物を得ることも可能である。
樹脂粒子
本実施形態の処理液組成物は、ポリエステル系樹脂を含有する樹脂粒子を含有する。樹脂粒子は、樹脂を含む粒子であり、「樹脂分散体」や「樹脂エマルジョン」ともいう。
本実施形態の樹脂粒子は、水に安定に分散させるために必要な親水成分が導入された自己分散型の樹脂粒子であってもよいし、外部乳化剤の使用により水分散性となる樹脂粒子であってもよい。ただし、記録媒体に含まれ得る多価金属化合物との反応を阻害しないという観点から、樹脂粒子が自己乳化型樹脂分散体であることが好ましい。
ポリエステル系樹脂としては、特に限定されないが、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等のカルボン酸と、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、トリプロピレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、2-メチル-1,2-プロパンジオール、1,5-ペンタンジオール、2-メチル-2,3-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,2-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、2,3-ジメチル-2,3-ブタンジオール、2-エチル-ヘキサンジオール、1,2-オクタンジオール、1,2-デカンジオール、2,2,4-トリメチルペンタンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール等のジオール類;グリセリン、トリメチロールプロパン等のトリオール類;ジグリセリン、ジメチロールプロパン、ペンタエリトリトール等のテトラオール類等の多価アルコールとの縮合反応によって得られるポリエステル樹脂が挙げられる。ポリエステル系樹脂は、1種単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
ポリエステル系樹脂は、特に限定されないが、より優れた保存安定性の記録物を得る観点から、後述するカチオン性化合物に対する凝集性を有しないことが好ましい。カチオン性化合物に対する凝集性は、カチオン性化合物と樹脂との反応性の有無によって確認でき、具体的には実施例の方法により確認できる。
ポリエステル系樹脂のガラス転移温度(以下、単に「Tg」とも表記する。)は、特に限定されないが、好ましくは20℃以上であり、より好ましくは30~70℃であり、さらに好ましくは40~70℃である。ポリエステル系樹脂のガラス転移温度が上記範囲内であることにより、より優れた堅牢性及び風合いの記録物を得ることができる傾向にある。ガラス転移温度は、公知の測定方法により求められる。例えば、株式会社日立ハイテクサイエンス社製の示差走査熱量計「DSC7000」を用いて、JIS K7121(プラスチックの転移温度測定方法)に準じて測定される。
ポリエステル系樹脂の重量平均分子量(以下、単に「Mw」とも表記する。)は、特に限定されないが、好ましくは5000~30000であり、より好ましくは7000~25000であり、さらに好ましくは10000~20000である。ポリエステル系樹脂の重量平均分子量が上記範囲内であることにより、より優れた堅牢性及び風合いの記録物を得ることができる傾向にある。重量平均分子量は、ポリスチレン換算のゲル浸透クロマトグラフィー等の公知の測定方法により求められる。
本実施形態の樹脂粒子は、ポリエステル系樹脂以外の樹脂をさらに含有してもよい。ポリエステル系樹脂以外の樹脂としては、例えば、ウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、スチレンアクリル系樹脂、フルオレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ロジン変性樹脂、テルペン系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、及びエチレン酢酸ビニル系樹脂が挙げられる。
樹脂粒子の含有量は、処理液組成物の総量に対して、ポリエステル系樹脂の固形分量で好ましくは0.1質量%以上であり、より好ましくは0.5~10質量%であり、さらに好ましくは1.0~5.0質量%である。樹脂粒子の含有量が上記範囲内であることにより、より優れた風合い及び堅牢性の記録物を得ることができる傾向にある。
樹脂粒子の含有量は、処理液組成物の総量に対して、樹脂粒子全体の固形分量で好ましくは0.1質量%以上であり、より好ましくは0.5~10質量%であり、さらに好ましくは1.0~5.0質量%である。樹脂粒子の含有量が上記範囲内であることにより、より優れた風合い及び堅牢性の記録物を得ることができる傾向にある。
カチオン性化合物
処理液組成物は、カチオン性化合物を含有する。カチオン性化合物は、多価金属塩、カチオン性ポリマー、及びカチオン性界面活性剤のいずれかであってもよく、より優れた堅牢性の記録物を得る観点から、好ましくはカチオン性ポリマーである。処理液組成物がカチオン性ポリマーを含有することにより、多価金属塩のみを含有する場合に比べて、布帛表層のインクを適量で保持することが可能であり、より優れた堅牢性の記録物を得ることができると推察される。カチオン性化合物は、1種単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
カチオン性ポリマーとしては、本発明による効果をより有効かつ確実に奏する観点から、ポリエチレンイミン、ポリジアリルアミン及びポリアリルアミン等のポリアリルアミン樹脂、アルキルアミン重合物、特開昭59-20696号、同59-33176号、同59-33177号、同59-155088号、同60-11389号、同60-49990号、同60-83882号、同60-109894号、同62-198493号、同63-49478号、同63-115780号、同63-280681号、特開平1-40371号、同6-234268号、同7-125411号、同10-193776号公報等に記載された1~3級アミノ基、4級アンモニウム塩基を有するポリマーが好ましく用いられる。同様の観点から、これらのカチオン性ポリマーの重量平均分子量は、5000以上が好ましく、更に5000~10万程度が好ましい。カチオン性ポリマーの重量平均分子量は、標準物質としてポリスチレンを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィにより測定される。カチオン性ポリマーは、1種単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
カチオン性ポリマーのなかでも、アミン系樹脂が、画質が優れる点で好ましい。アミン系樹脂としては、例えば、カチオン性の、ポリアリルアミン樹脂、ポリアミン樹脂、ポリアミド樹脂が挙げられる。ポリアリルアミン樹脂、ポリアミン樹脂、ポリアミド樹脂は、それぞれポリマーの主骨格中に、ポリアリルアミン構造、ポリアミン構造、ポリアミド構造を有する樹脂である。カチオン樹脂は、樹脂粒子又は水溶性のものであり、水溶性のものが好ましい。カチオン性の樹脂粒子は凝集剤として扱う。
多価金属塩としては、特に限定されないが、本発明による効果をより有効かつ確実に奏する観点から、無機酸の多価金属塩又は有機酸の多価金属塩が好ましい。このような多価金属塩としては、特に限定されないが、例えば、周期表の第2族のアルカリ土類金属(例えば、マグネシウム、カルシウム)、周期表の第3属の遷移金属(例えば、ランタン)、周期表の第13族からの土類金属(例えば、アルミニウム)、及びランタニド類(例えば、ネオジム)の塩が挙げられる。また、これら多価金属の塩としては、カルボン酸塩(例えば、蟻酸、酢酸、安息香酸塩)、硫酸塩、硝酸塩、塩化物、及びチオシアン酸塩が好適である。中でも、多価金属塩としては、カルボン酸(蟻酸、酢酸、安息香酸塩等)のカルシウム塩又はマグネシウム塩、硫酸のカルシウム塩又はマグネシウム塩、硝酸のカルシウム塩又はマグネシウム塩、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、及びチオシアン酸のカルシウム塩又はマグネシウム塩からなる群より選択される1種又は2種以上が好ましい。多価金属塩は、1種単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
有機酸としては、特に限定されないが、カルボン酸であると好ましく、例えば、マレイン酸、酢酸、リン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、及びクエン酸が挙げられる。このなかでも、1価又は2価以上のカルボン酸が好ましい。このようなカルボン酸を含むことにより、ポリマー及びワックスの凝集効果がより向上し、ひいては発色性により優れる傾向にある。有機酸は1種単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
カチオン性化合物の含有量は、処理液組成物の総量に対して、固形分量で好ましくは0.1質量%以上であり、より好ましくは0.5~10質量%であり、さらに好ましくは1.0~5.0質量%である。カチオン性化合物の含有量が上記範囲内であることにより、より優れた堅牢性の記録物を得ることができる傾向にある。
界面活性剤
処理液組成物は、光沢性の観点から、界面活性剤をさらに含有することが好ましい。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、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、及びシリコーン系界面活性剤が挙げられる。界面活性剤は、1種単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
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、2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール及び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サイド付加物、並びに2,4-ジメチル-5-デシン-4-オール及び2,4-ジメチル-5-デシン-4-オールのアルキレンオキサイド付加物から選択される1種以上が好ましい。アセチレングリコール系界面活性剤の市販品としては、特に限定されないが、例えば、オルフィン104シリーズやオルフィンE1010等のEシリーズ(エアプロダクツ社(Air Products Japan, Inc.)製商品名)、サーフィノール104、465、485、61、DF110D(日信化学工業社(Nissin Chemical Industry CO.,Ltd.)製商品名)が挙げられる。アセチレングリコール系界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
フッ素系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキルベタイン、及びパーフルオロアルキルアミンオキサイド化合物が挙げられる。フッ素系界面活性剤の市販品としては、特に限定されないが、例えば、S-144、S-145(以上商品名、旭硝子株式会社製);FC-170C、FC-430、フロラード-FC4430(以上商品名、住友スリーエム株式会社製);FSO、FSO-100、FSN、FSN-100、FS-300(以上商品名、Dupont社製);FT-250、251(以上商品名、株式会社ネオス製)が挙げられる。フッ素系界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
シリコーン系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、ポリシロキサン系化合物、及びポリエーテル変性オルガノシロキサンが挙げられる。シリコーン系界面活性剤の市販品としては、特に限定されないが、具体的には、SAG503A(商品名、日信化学工業社製)、BYK-028、BYK-306、BYK-307、BYK-333、BYK-341、BYK-345、BYK-346、BYK-347、BYK-348、BYK-349(以上商品名、ビックケミー社製)、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、信越化学社製)等が挙げられる。シリコーン系界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
界面活性剤のHLB値は、好ましくは10以上であり、より好ましくは13以上であり、さらに好ましくは15以上である。また、20以下であることが好ましい。界面活性剤のHLB値が上記範囲内であることにより、処理液組成物やインクの布帛への過度な浸透が抑制され、より優れた風合いの記録物を得ることができる傾向にある。界面活性剤のHLB値は、グリフィン法等の公知の方法で求められる。
界面活性剤の表面張力は、好ましくは40mN/m以上であり、より好ましくは45mN/m以上であり、さらに好ましくは50~100mN/mである。界面活性剤の表面張力が上記範囲内であることにより、処理液組成物やインクの布帛への過度な浸透が抑制され、より優れた風合いの記録物を得ることができる傾向にある。界面活性剤の表面張力は、例えば0.1%水溶液について、一般的に用いられる表面張力計(例えば、協和界面科学株式会社製、表面張力計CBVP-Z等)を用いて、ウィルヘルミー法で液温25℃にて測定する方法で求められる。
界面活性剤の含有量は、処理液組成物の総量に対して、好ましくは0.01~3.0質量%であり、さらに好ましくは0.05~2.0質量%であり、特に好ましくは0.1~1.0質量%である。界面活性剤の含有量が上記範囲内であることにより、より優れた風合いの記録物を得られる傾向にある。

処理液組成物は、水を含有してもよい。本実施形態の水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、及び蒸留水等の純水、並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挙げられる。また、紫外線照射又は過酸化水素の添加等によって滅菌した水を用いると、凝集液を長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を防止することができる。これにより貯蔵安定性がより向上する傾向にある。
処理液組成物は、糊剤を含有してもよい。糊剤としては、トウモロコシ、小麦等のデンプン物質;カルボキシメチルセルロース、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、タマリンド種子等の多糖類;ゼラチン、カゼイン等のタンパク質;タンニン、リグニン等の天然水溶性高分子;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、無水マレイン酸系化合物等の合成の水溶性高分子が挙げられる。
処理液組成物には、滑剤、還元防止剤、プロキセルXL2(Arch Chemicals社製商品名)等の防腐剤・防かび剤、防黴剤、柔軟剤、分散に影響を与える金属イオンを捕獲するためのキレート化剤(例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム)、トリエタノールアミン等のpH調整剤、溶解助剤、粘度調整剤、酸化防止剤、腐食防止剤等、捺染における処理液組成物に通常用いられる成分を含有してもよい。
インクセット
本実施形態のインクセットは、本実施形態の処理液組成物と、インクジェット顔料捺染用のインク組成物とを含む。本実施形態のインク組成物は、顔料を含有し、インクジェット方式を利用して布帛を含む記録媒体上に記録(印刷)するためのインクである。
本実施形態のインク組成物は、上述した処理液組成物にも含まれる成分である、樹脂粒子、界面活性剤、水等を適宜含有することが可能であり、いずれの成分の説明も、インク組成物の成分の説明として同様に適用される。
顔料
本実施形態のインク組成物は、顔料を含有する。また、処理液組成物も、顔料を含有してもよい。顔料は、顔料を含む粒子として組成物に含有していてもよい。顔料としては、特に限定されないが、例えば、以下のものが挙げられる。顔料は、1種単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
インク組成物は、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク、ホワイトインク等として区別できる。
シアンインクに使用される顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントブルー 1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:34、15:4、16、18、22、25、60、65、66、C.I.バットブルー 4、60、及びC.I.ダイレクトブルー 199が挙げられる。
マゼンタインクに使用される顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントレッド 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、40、41、42、48:2、48:5、57:1、88、112、114、122、123、144、146、149、150、166、168、170、171、175、176、177、178、179、184、185、187、202、209、219、224、245、又はC.I.ピグメントヴァイオレット 19、23、32、33、36、38、43、50が挙げられる。
ブラックインクに使用される顔料としては、特に限定されないが、カーボンブラックが挙げられる。カーボンブラックの具体的な商品名しては、特に限定されないが、例えば、Bonjetblack CW-1(オリエント化学工業社製)、No.2300、No.900、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B等(以上、三菱化学社(Mitsubishi Chemical Corporation)製)、Raven 5750、Raven 5250、Raven 5000、Raven 3500、Raven 1255、Raven 700等(以上、コロンビアカーボン(Carbon Columbia)社製)、Rega1 400R、Rega1 330R、Rega1 660R、Mogul L、Monarch 700、Monarch 800、Monarch 880、Monarch 900、Monarch 1000、Monarch 1100、Monarch 1300、Monarch 1400等(キャボット社(CABOT JAPAN K.K.)製)、Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black FW18、Color Black FW200、Color B1ack S150、Color Black S160、Color Black S170、Printex 35、Printex U、Printex V、Printex 140U、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4A、Special Black 4(以上、デグッサ(Degussa)社製)が挙げられる。
イエローインクに使用される顔料としては、特に限定されないが、例えば、EMACOL SF Yellow J701F(山陽色素社製商品名)、C.I.ピグメントイエロー 1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、16、17、24、34、35、37、53、55、65、73、74、75、81、83、93、94、95、97、98、99、108、109、110、113、114、117、120、124、128、129、133、138、139、147、151、153、154、167、172、180が挙げられる。
ホワイトインクに使用される顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントホワイト 6、18、21、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化アンチモン、酸化ジルコニウム、白色の中空樹脂粒子及び高分子粒子が挙げられる。
また、上記以外の顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントグリーン 7,10、C.I.ピグメントブラウン 3,5,25,26、C.I.ピグメントオレンジ 1,2,5,7,13,14,15,16,24,34,36,38,40,43,63が挙げられる。
顔料の含有量は、インク組成物の総量に対して、固形分量で好ましくは2.0質量%以上であり、より好ましくは2.0~10質量%であり、さらに好ましくは2.0~5.0質量%である。顔料の含有量が上記範囲内であることにより、より優れた発色の記録物を得ることができる傾向にある。
有機溶剤
本実施形態のインク組成物は、有機溶剤を含有することが好ましい。本実施形態の処理液組成物も、有機溶剤を含有してもよい。有機溶剤は、水と共に用いることができる有機溶剤であれば、特に限定されない。有機溶剤は、1種単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
有機溶剤の種類としては、特に限定されないが、例えば、環状窒素化合物、非プロトン性極性溶剤、モノアルコール、アルキルポリオール、及びグリコールエーテルが挙げられる。
非プロトン性極性溶剤としては、特に限定されないが、例えば、環状ケトン化合物、鎖状ケトン化合物、及び鎖状窒素化合物が挙げられる。また、環状窒素化合物及び非プロトン性極性溶剤としては、ピロリドン類、イミダゾリジノン類、スルホキシド類、ラクトン類、アミドエーテル類及びイミダゾール類の溶剤が代表例として挙げられる。ピロリドン類としては、ピロリドン骨格を有するものであれば特に限定されないが、例えば、2-ピロリドン、N-アルキル-2-ピロリドン、及び1-アルキル-2-ピロリドンが挙げられる。イミダゾリジノン類としては、例えば1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、スルホキシド類としては、例えばジメチルスルホキシド、ラクトン類としては、例えばγ-ブチロラクトン、イミダゾール類としては、例えば、イミダゾール、1-メチルイミダゾール、2-メチルイミダゾール、及び1,2-ジメチルイミダゾールが挙げられる。
モノアルコールとしては、特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、iso-プロピルアルコール、n-ブタノール、2-ブタノール、tert-ブタノール、iso-ブタノール、n-ペンタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、及びtert-ペンタノールが挙げられる。
アルキルポリオールとしては、特に限定されないが、例えば、グリセリン、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(1,2-プロパンジオール)、ジプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、1,3-プロピレングリコール(1,3-プロパンジオール)、イソブチレングリコール(2-メチル-1,2-プロパンジオール)、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2-ブテン-1,4-ジオール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、及び1,8-オクタンジオールが挙げられる。これらの中でも、組成物における有機溶剤は、優れた保存安定性を得る観点から、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオールのいずれかを含むことが好ましく、トリメチロールプロパンを含むことも好ましい。
有機溶剤は水溶性のものが好ましい。水溶性とは、水と有機溶剤とを常温で1:1の質量比で混合して撹拌した後、分離したり、白濁した様子が確認できないものを意味する。
グリコールエーテルとしては、特に限定されないが、例えば、グリコールジエーテル類及びグリコールモノエーテル類が挙げられる。
有機溶剤の含有量は、インク組成物又は処理液組成物の総量に対して、好ましくは0.1~50質量%であり、より好ましくは0.5~35質量%であり、さらに好ましくは1.0~20質量%である。有機溶剤の含有量が上記範囲内であることにより、記録媒体に付着した組成物の乾燥性がより向上する傾向にあり、また、堅牢性により優れた記録物を得ることができる傾向にある。
本実施形態のインク組成物は、樹脂粒子を含有することが好ましい。本実施形態のインク組成物が含有する樹脂粒子としては、上述した処理液組成物が含有する樹脂粒子と同じでも異なっていてもよい。上述した処理液組成物が含有する樹脂粒子とは異なる樹脂粒子を用いることも好ましい。
インク組成物における樹脂粒子は、水に安定に分散させるために必要な親水成分が導入された自己分散型の樹脂粒子であってもよいし、外部乳化剤の使用により水分散性となる樹脂粒子であってもよい。ただし、記録媒体に含まれ得る多価金属化合物との反応を阻害しないという観点から、樹脂粒子が自己乳化型樹脂分散体であることが好ましい。
樹脂としては、例えば、ウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、スチレンアクリル系樹脂、フルオレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ロジン変性樹脂、テルペン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、及びエチレン酢酸ビニル系樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、樹脂粒子は、ウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン樹脂が好ましく、ウレタン系樹脂及び(メタ)アクリル系樹脂がより好ましく、ウレタン樹脂としては、ポリカーボネート系のウレタン樹脂であることがより好ましい。このような樹脂を用いることで摩擦堅牢性を良好なものとすることができる。
ウレタン系樹脂は、分子内にウレタン結合を有する樹脂である。ウレタン系樹脂は、インクの保存安定性の観点から、カルボキシ基、スルホ基、ヒドロキシ基等のアニオン性の官能基を有する、アニオン性のウレタン系樹脂であることが好ましい。
ウレタン系樹脂としては、ウレタン結合以外に、主鎖にエーテル結合を含むポリエーテル型ウレタン系樹脂、主鎖にエステル結合を含むポリエステル型ウレタン系樹脂、主鎖にカーボネート結合を含むポリカーボネート型ウレタン系樹脂が挙げられる。これらのウレタン系樹脂は、複数種を組み合わせて使用することができる。
ウレタン系樹脂の市販品としては、ETERNACOLL UW-1501F、UW-5002(以上、宇部興産社製商品名)、タケラック WS-5000、W-6061、W-6110、WS-5984、WS-5100(以上、三井化学社製商品名)、パーマリン UA-150、UA-200、ユーコート UX-390(以上、三洋化成工業社製商品名)、ハイドラン WLS-210(DIC社製商品名)が挙げられる。
ポリカーボネート樹脂は、分子内にポリカーボネート結合を有する樹脂である。ウレタン系樹脂を用いない場合には、代わりにポリカーボネート樹脂を用いることが好ましい。
(メタ)アクリル系樹脂の市販品としては、アクリル系樹脂であるモビニール966A、6760(ジャパンコーティングレジン社製商品名)が挙げられる。
(メタ)アクリル系樹脂とは、(メタ)アクリル骨格を有する樹脂を意味する。(メタ)アクリル系樹脂としては、特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル等の、(メタ)アクリル系単量体の重合体や、(メタ)アクリル系単量体と他の単量体との共重合体が挙げられる。他の単量体としては、スチレン等のビニル系単量体が挙げられる。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」は、「メタクリル」及び「アクリル」の両方を含む概念である。
シリコーン系樹脂の市販品としては、POLON-MF014、POLON-MF-18T、POLON-MF-33、KM-2002-T(以上、信越シリコーン社製商品名)、WACKER FINISH WR1100、NP2406、POWERSOFT FE 55、TS2406(以上、旭化成社製商品名)が挙げられる。
樹脂粒子に含まれる樹脂の酸価は、特に限定されないが、好ましくは1~300KOHmg/gであり、より好ましくは10~200KOHmg/gであり、さらに好ましくは20~100KOHmg/gである。
インク組成物における樹脂粒子の含有量は、組成物の総量に対して、固形分量で好ましくは1.0質量%以上であり、より好ましくは2.0~20質量%であり、さらに好ましくは3.0~17質量%である。樹脂粒子の含有量が上記範囲内であることにより、優れた風合い及び優れた摩擦堅牢性の記録物を得ることができる傾向にある。
本実施形態の記録方法は、上述した処理液組成物を布帛に付着させる工程を含む。以下、本実施形態の記録方法について、処理液組成物をインク組成物よりも前に付着させる工程(前処理工程)を含む例を、工程毎に説明する(図1)。
前処理工程(ST1)
本実施形態の記録方法は、布帛に処理液組成物を付着させる前処理工程を備える。処理液組成物を布帛に付与する方法としては、例えば、処理液組成物中に布帛を浸漬させる方法、処理液組成物をロールコーター等で塗布する方法、処理液組成物を噴射する方法(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。
本実施形態の記録方法は、処理液組成物工程の後、布帛に付与された処理液組成物を乾燥する処理液組成物の乾燥工程を含んでもよい。処理液組成物の乾燥は、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。処理液組成物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、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。
本実施形態の記録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、ナイロン、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等が挙げられ、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。堅牢性の観点から、上記の布帛を構成する素材の中でも、疎水性を示す繊維(疎水性繊維)が好ましく、ポリエステル及びナイロンがより好ましい。また、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も好ましい。特に、布帛を構成する素材が、ポリエステルである場合には、本実施形態の処理液組成物が含有するポリエステル系樹脂の布帛への親和性が高く、布帛上で塗膜を形成した際、ポリエステル系樹脂が布帛の繊維との密着性を向上させ、繊維表面から塗膜がはがれにくくなるため、より優れた堅牢性の記録物を得ることができる。一方、布帛を構成する素材が、ポリエステルである場合には、本実施形態の処理液組成物との親和性が高いため、処理液組成物が布帛に浸透しやすく、結果として、風合いが劣りやすい場合がある。これに対して、本実施形態の処理液組成物が界面活性剤を含有することで、処理液組成物の布帛への過度な浸透が抑制され、より優れた風合いの記録物を得ることができる傾向にある。
印捺工程(ST2)
本実施形態の記録方法は、上述した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)等が挙げられる。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。
熱処理工程(ST3)
本実施形態の記録方法は、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、顔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。ただし、ポリエステルやナイロンにおいては、低温での熱処理工程を行うことが好ましい。
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しつつ、インク組成物における顔料の硬化の観点から、80℃以上200℃以下であることが好ましく、100℃以上180℃以下であることがより好ましい。
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。以下、「部」、「%」は、特に記載のない限り、質量基準である。
[処理液組成物及びインク組成物用の材料]
下記の実施例及び比較例において使用した処理液組成物及びインク組成物用の主な材料は、以下の通りである。
樹脂粒子
ポリエステル系樹脂1(互応化学社製「Z-1100」、Mw=15000、Tg=50℃、凝集性なし)
ポリエステル系樹脂2(東洋紡社製「バイナロールMD-2000」、Mw=18000、Tg=67℃、凝集性あり)
ウレタン系樹脂1(第一製薬工業社製「スーパーフレックス650」、凝集性なし)
ウレタン系樹脂2(三井化学社製「タケラックWS-6021」、固形分30%)
アクリル系樹脂(東亜合成社製「SD-10」、凝集性なし)
カチオン性化合物
カチオン性ポリマー1(ニットボーメディカル社製「PAA-SA」、ポリアリルアミン樹脂)
カチオン性ポリマー2(高松油脂社製「EP-1137」)
塩化カルシウム
塩化マグネシウム
界面活性剤
サーフィノール485(日信化学工業社製商品名、アセチレングリコール系界面活性剤、HLB値17、表面張力51mN/m(カタログ値、表面張力は0.1%水溶液測定値))
オルフィンE1010(日信化学工業社製商品名、アセチレングリコール系界面活性剤、HLB値13~14、表面張力40mN/m(カタログ値、表面張力は0.1%水溶液測定値))
BYK-028(ビックケミー・ジャパン社製商品名、シリコーン系界面活性剤)
BYK-348(ビックケミー・ジャパン社製商品名、シリコーン系界面活性剤)
防腐剤・防かび剤
プロキセルXL2(Arch Chemicals社製商品名)

イオン交換水
顔料
シアン顔料(C.I.ピグメントブルー15:3)
有機溶剤
グリセリン
1,2-ヘキサンジオール
凝集性の有無
カチオン性化合物に対する樹脂粒子の上記凝集性は、次のように確認した。容量30ccのガラス瓶に、カチオン性化合物の2%水溶液を15cc入れた。その上から樹脂粒子の分散体をスポイトでガラス瓶に滴下し、滴下した際に、各分散体が固まり、処理液と分離して、水面に浮くか、瓶の底に沈む状態になるものを、凝集性ありとした。一方、各色材の分散体又は樹脂粒子をスポイトで滴下した際に、処理液に分散体が触れても固まらず、明確な分離をしないで、全体に溶解又は混濁して拡散するものを、凝集性なしとした。
ここで、カチオン性化合物は、カチオン性ポリマー1の2質量%水溶液、カチオン性ポリマー2の2質量%水溶液、塩化カルシウムの2質量%水溶液、及び塩化マグネシウムの2質量%水溶液である。すなわち、上記「凝集性あり」及び「凝集性なし」は、これらのカチオン性化合物のいずれに対しても凝集性ありと評価されたものであったか、いずれに対しても凝集性なしと評価されたものであった。
処理液組成物及びインク組成物の調製
表1及び表2に示す組成で混合し、十分に撹拌し、処理液組成物及びインク組成物を得た。なお、下記の表1及び表2中、数値の単位は有機溶剤と水以外については固形分の質量%であり、有機溶剤の数値の単位は質量%であり、水は組成物の合計が100.0質量%となるように含有するものである。なお、表2における顔料分散液は、顔料65質量部を、表中に記載しないスチレンアクリル系分散樹脂のジョンクリル611(BASFジャパン株式会社製商品名)35質量部、水酸化カリウム1.70質量部、及びイオン交換法と逆浸透法により精製した超純水250質量部と混合して、ジルコニアビーズによるボールミルにて10時間分散を行い、ガラス繊維ろ紙GA-100(アドバンテック東洋社製商品名)で濾過して粗大粒子を除き、顔料濃度が10質量%となるようにして調製した。
Figure 2022026570000001
Figure 2022026570000002
保存安定性
処理液組成物について、30mLサンプル瓶に20mLずつ入れて、5分後及び24時間放置後のそれぞれで、目視にて沈殿や凝集物の有無を確認し、下記評価基準により保存安定性を評価した。
評価基準
A:24時間後にも沈殿や凝集物なし
B:5分後には沈殿や凝集物なし、24時間後に沈殿や凝集物あり
C:5分後に沈殿や凝集物あり
捺染物の作製
ポリエステル100%の布帛に対して処理液組成物をA4サイズ当たり6~8gになるようにローラーを用いて均一に塗布した。塗布後オーブンで160℃、2分半加熱処理を行った。次に、インクジェットプリンタ(セイコーエプソン社製「PX-G930」)を用いたインクジェット法によりインク組成物を付着させた。記録条件としては、記録解像度を1440dpi×720dpiとし、インク質量23ng/ドット、記録範囲はA4サイズとし、記録媒体である布帛にベタパターン画像が形成された(インクが捺染された)捺染物を製造した。製造した捺染物をオーブン160℃で8分間加熱処理し乾燥させた。
ここで、「ベタパターン画像」とは、記録解像度で規定される最小記録単位領域である画素の全ての画素に対してドットを記録した画像を意味する。
摩擦堅牢性
捺染物について、ISO105-X12に準拠した試験方法で湿潤摩擦堅牢性を試験し、下記評価基準により摩擦堅牢性を評価した。
評価基準
A:2-3級以上
B:2級以上~2-3級未満
C:1-2級以下
耐洗濯性
捺染物について、洗濯機にて5回洗浄、自然乾燥後、蛍光分光濃度計(コニカミノルタ社製「FD-7」)を用いてOD値を測定し、洗濯前の布帛のOD値との差ΔOD値を算
出し、下記評価基準により耐洗濯性を評価した。
評価基準
A:ΔOD= 0.03未満
B:ΔOD= 0.03以上~0.06未満
C:ΔOD= 0.06以上
発色
捺染物について、蛍光分光濃度計(コニカミノルタ社製「FD-7」)を用いてOD値を測定し、下記評価基準により発色性を評価した。
評価基準
A:OD値が1.35以上
B:OD値が1.30以上、1.35未満
C:OD値が1.30未満
風合い
捺染物について、引張りせん断試験機(カトーテック社製「KES-FB1-A」)を用いてせん断かたさ(gf/cm・degree)を試験し、下記評価基準により風合いを評価した。
評価基準
A:せん断かたさが7未満
B:せん断かたさが7以上9未満
C:せん断かたさが9以上11未満
D:せん断かたさが11以上
Figure 2022026570000003
評価結果
本実施形態の処理液組成物を用いて作製した各実施例の捺染物は、いずれも、摩擦堅牢性及び耐洗濯性の評価結果がB評価以上、つまりB評価又はA評価であり、摩擦堅牢性及び耐洗濯性に優れることがわかった。
実施例1と実施例2との対比で、ポリエステル系樹脂がカチオン性化合物に対する凝集性を有しないことにより、より保存安定性に優れることがわかった。
実施例1と実施例5、6との対比で、特定の界面活性剤を含有することにより、より風合いに優れることがわかった。
実施例1、7と実施例8、9との対比で、カチオン性ポリマーを含有することにより、より摩擦堅牢性及び耐洗濯性に優れることがわかった。

Claims (10)

  1. 布帛に付着させて用いる処理液組成物であって、
    ポリエステル系樹脂を含有する樹脂粒子と、
    カチオン性化合物と、
    を含有する、インクジェット顔料捺染用処理液組成物。
  2. 前記布帛が、疎水性繊維を含む、請求項1に記載のインクジェット顔料捺染用処理液組成物。
  3. 前記ポリエステル系樹脂が、前記カチオン性化合物に対する凝集性を有しない、請求項1又は2に記載のインクジェット顔料捺染用処理液組成物。
  4. 前記ポリエステル系樹脂のガラス転移温度が、20℃以上である、請求項1~3のいずれか一項に記載のインクジェット顔料捺染用処理液組成物。
  5. 前記ポリエステル系樹脂の重量平均分子量が、10000~200000である、請求項1~4のいずれか一項に記載のインクジェット顔料捺染用処理液組成物。
  6. 前記カチオン性化合物が、カチオン性ポリマーを含有する、請求項1~5のいずれか一項に記載のインクジェット顔料捺染用処理液組成物。
  7. 界面活性剤を含有し、
    前記界面活性剤が、HLB値10以上であるアセチレングリコール系界面活性剤を含有する、請求項1~6のいずれか一項に記載のインクジェット顔料捺染用処理液組成物。
  8. 前記界面活性剤の0.1質量%水溶液の表面張力が、40mN/m以上である、請求項7に記載のインクジェット顔料捺染用処理液組成物。
  9. 請求項1~8のいずれか一項に記載のインクジェット顔料捺染用処理液組成物と、
    顔料を含有するインク組成物と、
    を含む、インクセット。
  10. 請求項1~8のいずれか一項に記載のインクジェット顔料捺染用処理液組成物を布帛に付着させる工程を含む、
    記録方法。
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