JP2023096760A - 捺染物の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ホワイトインクによる隠蔽性に優れ、かつ、洗濯後のインク画像のひび割れの発生が抑制され得る捺染物を提供する。【解決手段】凝集剤を含む処理液をインクジェット方式によって布に付与する工程と、前記処理液を付与した布に、電荷密度が30μeq/g以上のホワイトインクを、インクジェット方式によってウェットオンウェット法で付与する工程と、前記ホワイトインクを付与した布に、乾燥塗膜のヤング率が3.0MPa以下のカラーインクをインクジェット方式によってウェットオンウェット法で付与する工程とを含む、捺染物の製造方法。【選択図】なし

Description

本発明の実施形態は、捺染物の製造方法に関する。
織物、編み物、不織布等の布等に、文字、絵、図柄等の画像を捺染する方法として、スクリーン捺染法やローラー捺染法の他に、インクジェット捺染方法が注目されている。
捺染物には、堅牢性が求められている。
特許文献1には、インク組成物と、乾燥塗膜のヤング率がインク組成物の乾燥塗膜よりも高いコート組成物とを用いて、摩擦堅牢性に優れた捺染物を得る捺染方法が記載されている。
特許文献2には、インクジェット捺染組成物に架橋剤を添加することで、得られる記録物が摩擦堅牢性により優れる傾向にあることが記載されている。
濃色の布等を基材としてインクジェット捺染方法で印刷をする際、カラーインクの発色性を向上させるための方法として、例えば、基材にまずホワイトインクを印刷し、その上にカラーインクを印刷する方法がある。
特開2019-99790号公報 特開2018-131581号公報
本発明の一実施形態は、ホワイトインクによる隠蔽性に優れ、かつ、洗濯後のインク画像のひび割れの発生を低減し得る捺染物を提供することを課題とする。
本発明の一実施形態は、凝集剤を含む処理液をインクジェット方式によって布に付与する工程と、前記処理液を付与した布に、電荷密度が30μeq/g以上のホワイトインクを、インクジェット方式によってウェットオンウェット法で付与する工程と、前記ホワイトインクを付与した布に、乾燥塗膜のヤング率が3.0MPa以下のカラーインクをインクジェット方式によってウェットオンウェット法で付与する工程とを含む、捺染物の製造方法に関する。
本発明の一実施形態によれば、ホワイトインクによる隠蔽性に優れ、かつ、洗濯後のインク画像のひび割れの発生を低減し得る捺染物を提供することができる。
以下、本発明の一実施形態を詳しく説明するが、本発明がこれらの実施形態に限定されることはなく、様々な修正や変更を加えてもよいことはいうまでもない。
一実施形態による捺染物の製造方法は、凝集剤を含む処理液をインクジェット方式によって布に付与する工程と、処理液を付与した布に、電荷密度が30μeq/g以上のホワイトインクを、インクジェット方式によってウェットオンウェット法で付与する工程と、ホワイトインクを付与した布に、乾燥塗膜のヤング率が3.0MPa以下のカラーインクをインクジェット方式によってウェットオンウェット法で付与する工程とを含む。
この捺染物の製造方法によれば、ホワイトインクによる隠蔽性に優れ、かつ、洗濯後のインク画像のひび割れの発生が低減され得る捺染物を提供することができる。理論に拘束されるものではないが、この理由は下記のように考えられる。
処理液が付与された布に、ホワイトインクおよびカラーインクを、それぞれウェットオンウェット法で布に付与する場合、処理液付与後およびホワイトインク付与後の乾燥工程が不要となり、生産性が向上し得る。その一方で、ホワイトインクによる隠蔽性が低下したり、洗濯後のインク画像のひび割れが発生しやすくなる場合がある。
しかし、ホワイトインクの電荷密度が30μeq/g以上である場合、ホワイトインクは処理液とより反応しやすくなる傾向があり、これによりホワイトインクの布内部への浸透が抑制されやすくなり、隠蔽性が向上し得る。
また、ホワイトインクによる隠蔽性を高めるためには、ホワイトインクは、処理液の凝集剤と反応しやすい成分を含むことが好ましいが、ホワイトインクがそのような成分を含む場合、ホワイトインクの皮膜が不均一になる場合があり、得られた捺染物において洗濯後のインク画像のひび割れが発生しやすくなる場合がある。ホワイトインクの層に重ねて、乾燥塗膜のヤング率が3.0MPa以下のカラーインクを付与すると、インク画像のインク皮膜を柔軟なものとしやすい。また、ホワイトインクの電荷密度が30μeq/g以上の場合、ホワイトインクと凝集剤とが十分に反応し得るため、ホワイトインク付与の後に付与されたカラーインクと凝集剤とは反応しにくくなり、カラーインク皮膜の柔軟性の低下が抑制され得る。これらにより、洗濯後のインク画像のひび割れの発生が低減され得ると考えられる。
ウェットオンウェット法の場合、ホワイトインクとカラーインクとが混ざりあって、カラーインクの画像濃度が低下する場合がある。この捺染物の製造方法によれば、カラーインクの画像濃度の低下が抑制され得る。理論に拘束されるものではないが、この理由の1つとして、ホワイトインクの電荷密度が30μeq/g以上である場合、ホワイトインク中の顔料および樹脂等の成分が、比較的早く処理液の凝集剤と反応して凝集し、インクが増粘することにより、カラーインクと混ざりにくくなることが考えられる。
以下、布、処理液、ホワイトインク及びカラーインクについて説明する。
<布>
布としては、例えば、綿、絹、羊毛、麻等の天然繊維;ポリエステル、アクリル、ポリウレタン、ナイロン、レーヨン、キュプラ、アセテート等の化学繊維;又はこれらの混紡繊維等を挙げることができる。また、布としては、織物、編物、又は不織布等であってよい。
<処理液>
処理液は、凝集剤を含むことができる。
凝集剤としては、基材である布上でインク中の色材を凝集させる作用を備える成分を用いることができる。凝集剤としては、例えば、金属塩、カチオン性ポリマー、有機酸又はこれらの組み合わせを用いることができる。金属塩としては、多価金属塩が好ましい。
凝集剤の含有量(有効成分量)は、処理液全量に対し、1質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上がさらに好ましい。凝集剤の含有量(有効成分量)は、処理液全量に対し、50質量%以下が好ましく、45質量%以下がより好ましく、40質量%以下がさらに好ましい。凝集剤の含有量(有効成分量)は、処理液全量に対し、1~50質量%が好ましく、10~45質量%がより好ましく、15~40質量%がさらに好ましい。2種以上の凝集剤が用いられる場合は、上記した凝集剤の含有量は、その合計含有量である。
金属塩としては、多価金属塩を好ましく用いることができる。
多価金属塩は、2価以上の多価金属イオンとアニオンから構成される。2価以上の多価金属イオンとしては、例えば、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Ba2+等が挙げられる。アニオンとしては、例えば、Cl、NO 、CHCOO、I、Br、ClO 等が挙げられる。多価金属塩として具体的には、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、硝酸銅、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウム等が挙げられる。
これらの金属塩は、1種のみ、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
金属塩の含有量(有効成分量)は、処理液全量に対し、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上がさらに好ましい。一方、金属塩の含有量(有効成分量)は、処理液全量に対し、50質量%以下が好ましく、45質量%以下がより好ましく、40質量%以下がさらに好ましい。金属塩の含有量(有効成分量)は、処理液全量に対し、5~50質量%が好ましく、10~45質量%がより好ましく、15~40質量%がさらに好ましい。2種以上の金属塩が用いられる場合は、上記した金属塩の含有量は、その合計含有量である。
なお、多価金属塩として金属塩水和物を用いる場合は、多価金属塩の量(有効成分量)は、無水和物に換算した量である。
カチオン性ポリマーとしては、カチオン性水溶性樹脂が好ましい。
カチオン性水溶性樹脂としては、例えば、ポリエチレンイミン(PEI)、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン及びその塩、ポリビニルピリジン、カチオン性のアクリルアミドの共重合体等が挙げられる。より具体的には、例えば、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド等を用いることができる。
カチオン性水溶性樹脂の市販品としては、例えば、第一工業製薬株式会社製シャロールシリーズ「シャロールDC-303P」、「シャロールDC-902P」等、センカ株式会社製ユニセンスシリーズ「ユニセンスFCA1000L」、「ユニセンスFPA100L」等、大阪有機化学工業株式会社HCポリマーシリーズ「HCポリマー1S」、「HCポリマー1N」、「HCポリマー1NS」、「HCポリマー2」、「HCポリマー2L」等が挙げられる(いずれも商品名)。
また、ポリエチレンイミンの市販品としては、例えば、株式会社日本触媒製エポミンシリーズ「エポミンSP-006」、「エポミンSP-012」、「エポミンSP-018」、「エポミンSP-200」等;BASFジャパン株式会社製「Lupasol FG」、「Lupasol G20 Waterfree」、「Lupasol PR 8515」等が挙げられる(いずれも商品名)。
また、ポリアリルアミンの市販品としては、例えば、日東紡績株式会社製のアリルアミン重合体である「PAA-01」、「PAA-03」、「PAA-05」、アリルアミン塩酸塩重合体である「PAA-HCL-01」、「PAA-HCL-03」、「PAA-HCL-05」、アリルアミンアミド硫酸塩重合体である「PAA-SA」等が挙げられる(いずれも商品名)。
カチオン性ポリマーは、1種のみ、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
カチオン性ポリマーの含有量(固形分)は、処理液全量に対し、5~50質量%が好ましく、10~45質量%が好ましく、15~40質量%がより好ましい。2種以上のカチオン性ポリマーが用いられる場合は、上記したカチオン性ポリマーの含有量は、その合計含有量である。
有機酸としては、例えば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、トリカルバリル酸、グリコール酸、チオグリコール酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、イソクエン酸、グルコン酸、ピルビン酸、オキサル酢酸、ジグリコール酸、安息香酸、フタル酸、マンデル酸、サリチル酸等が挙げられる。中でも、酢酸が好ましい。
有機酸は、1種のみ、または2種以上を組み合わせて用いてもよい。
有機酸の含有量は、処理液全量に対し、5~50質量%が好ましく、10~45質量%がより好ましく、15~40質量%がよりさらに好ましい。2種以上の有機酸が用いられる場合は、上記した有機酸の含有量は、その合計含有量である。
処理液は、水性溶媒として水を含むことが好ましい。
水としては、特に制限されないが、例えば、イオン交換水、蒸留水、超純水等が挙げられる。
水は処理液全量に対して、30~90質量%が好ましく、40~85質量%がより好ましく、50~80質量%であることがさらに好ましい。
処理液は、水溶性有機溶剤を含むことが好ましい。
水溶性有機溶剤としては、室温で液体であり、水に溶解可能な有機化合物を使用することができ、1気圧20℃において同容量の水と均一に混合する水溶性有機溶剤を用いることが好ましい。例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、イソブタノール、2-メチル-2-プロパノール等の低級アルコール類;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、テトラエチレングリコール、ポ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、ポリプロピレングリコール等のグリコール類;グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、ポリグリセリン等のグリセリン類;モノアセチン、ジアセチン等のアセチン類;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、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プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、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プロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、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、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等のグリコールエーテル類;トリエタノールアミン、1-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、β-チオジグリコール、スルホラン等を用いることができる。水溶性有機溶剤の沸点は、100℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましい。
これらの水溶性有機溶剤は、単独で使用してもよく、水と単一の相を形成する限り2種以上を組み合わせて使用することもできる。水溶性有機溶剤の含有量は、処理液全量に対し、5~50質量%であることが好ましく、10~40質量%であることがより好ましく、15~30質量%であることがさらに好ましい。2種以上の水溶性有機溶剤が用いられる場合は、上記した水溶性有機溶剤の含有量は、その合計含有量である。
処理液は、界面活性剤を含むことが好ましい。界面活性剤として、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤のいずれを用いてもよいが、非イオン性界面活性剤がより好ましい。また、低分子系界面活性剤、高分子系界面活性剤のいずれを用いてもよい。
界面活性剤のHLB値は、5~20であることが好ましく、10~18であることがより好ましい。
非イオン性界面活性剤としては、例えば、グリセリン脂肪酸エステル、脂肪酸ソルビタンエステル等のエステル型界面活性剤;ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のエーテル型界面活性剤;ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等のエーテルエステル型界面活性剤;アセチレン系界面活性剤;シリコーン系界面活性剤;フッ素系界面活性剤等が挙げられる。なかでも、アセチレングリコール系界面活性剤等のアセチレン系界面活性剤を好ましく用いることができる。
アセチレン系界面活性剤としては、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤、アセチレン基を有する界面活性剤等を挙げることができる。
アセチレングリコール系界面活性剤としては、アセチレン基を有するグリコールであって、好ましくはアセチレン基が中央に位置して左右対称の構造を備えるグルコールであり、アセチレングリコールにエチレンオキサイドを付加した構造を備えてもよい。
アセチレン系界面活性剤の市販品としては、例えば、エボニックインダストリーズ社製サーフィノールシリーズ「サーフィノール104E」、「サーフィノール104H」、「サーフィノール420」、「サーフィノール440」、「サーフィノール465」、「サーフィノール485」等、日信化学工業株式会社製オルフィンシリーズ「オルフィンE1004」、「オルフィンE1010」、「オルフィンE1020」等を挙げることができる(いずれも商品名)。
シリコーン系界面活性剤としては、例えば、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤、アルキル・アラルキル共変性シリコーン系界面活性剤、アクリルシリコーン系界面活性剤等が挙げられる。
シリコーン系界面活性剤の市販品としては、例えば、日信化学工業株式会社製の「シルフェイスSAG002」、「シルフェイス503A」等が挙げられる(いずれも商品名)。
また、その他の非イオン性界面活性剤として、例えば、花王株式会社製エマルゲンシリーズ「エマルゲン102KG」、「エマルゲン103」、「エマルゲン104P」、「エマルゲン105」、「エマルゲン106」、「エマルゲン108」、「エマルゲン120」、「エマルゲン147」、「エマルゲン150」、「エマルゲン220」、「エマルゲン350」、「エマルゲン404」、「エマルゲン420」、「エマルゲン705」、「エマルゲン707」、「エマルゲン709」、「エマルゲン1108」、「エマルゲン4085」、「エマルゲン2025G」等のポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤等が挙げられる(いずれも商品名)。
アニオン性界面活性剤としては、例えば、花王株式会社製エマールシリーズ「エマール0」、「エマール10」、「エマール2F」、「エマール40」、「エマール20C」等、ネオペレックスシリーズ「ネオペレックスGS」、「ネオペレックスG-15」、「ネオペレックスG-25」、「ネオペレックスG-65」等、ペレックスシリーズ「ペレックスOT-P」、「ペレックスTR」、「ペレックスCS」、「ペレックスTA」、「ペレックスSS-L」、「ペレックスSS-H」等、デモールシリーズ「デモールN、デモールNL」、「デモールRN」、「デモールMS」等が挙げられる(いずれも商品名)。
カチオン性界面活性剤としては、例えば、花王株式会社製アセタミンシリーズ「アセタミン24」、「アセタミン86」等、コータミンシリーズ「コータミン24P」、コータミン86P」、「コータミン60W」、「コータミン86W」等、サニゾールシリーズ「サニゾールC」、「サニゾールB-50」等が挙げられる(いずれも商品名)。
両性界面活性剤としては、例えば、花王株式会社製アンヒトールシリーズ「アンヒトール20BS」、「アンヒトール24B」、「アンヒトール86B」、「アンヒトール20YB」、「アンヒトール20N」等が挙げられる(いずれも商品名)。
上記した界面活性剤は1種単独で用いることが好ましいが、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
界面活性剤の含有量は、処理液全量に対し、0.1~10質量%が好ましく、0.2~5質量%がより好ましく、0.4~2質量%がさらに好ましい。2種以上の界面活性剤が用いられる場合は、上記した界面活性剤の含有量は、その合計含有量である。
処理液は、必要に応じて、例えば、消泡剤、pH調整剤、酸化防止剤、防腐剤等のその他の成分をさらに含んでもよい。
処理液の製造方法は、特に限定されず、公知の方法により適宜製造することができる。例えば、スリーワンモーター等の攪拌機に全成分を一括又は分割して投入して分散させ、所望により、メンブレンフィルター等のろ過機を通すことにより得ることができる。
処理液の電荷密度は、1~400μeq/gが好ましく、10~300μeq/gがより好ましい。ここで、電荷密度は、流動電位法にしたがって測定される電荷密度である。また、処理液の電荷密度は、処理液中の有効成分量当たりの電荷量である(単位:μeq/g)。有効成分量は、処理液中に含まれる不揮発分または固形分の総量であり、主に処理液から溶媒を除去した量である。具体的には、処理液を水で100倍に希釈し、この希釈処理液に0.0025Nポリビニル硫酸カリウム(PVSK)溶液を滴定しながら、希釈処理液の流動電位が0Vになる反応終点を測定し、この反応終点までに使用したPVSK溶液量から希釈処理液の総電荷量を求めることができる。この希釈処理液の総電荷量を希釈処理液に含まれる有効成分量で割った値が処理液の電荷密度(μeq/g)である。電荷密度の測定装置には、例えば、コロイド粒子電荷量計(AFG ANALYTIC GmbH製「Model CAS」)等を用いることができる。
<ホワイトインク>
ホワイトインクとして、電荷密度が30μeq/g以上のものを用いることができる。
ここで、電荷密度は、流動電位法にしたがって測定される電荷密度である。また、インクの電荷密度は、インク中の有効成分量当たりの電荷量である(単位:μeq/g)。有効成分量は、インク中に含まれる不揮発分または固形分の総量であり、主にインクから溶媒を除去した量である。例えば、顔料分散体、分散剤、水分散性樹脂の樹脂エマルション等の材料が用いられ、これらに溶媒が含まれる場合は、これらの溶媒量も除去して、有効成分量を求める。
具体的には、インクを水で100倍に希釈し、この希釈インクに0.0025Nポリ塩化ジアリルジメチル-アンモニウム(polyDADMAC)溶液を滴定しながら、希釈インクの流動電位が0Vになる反応終点を測定し、この反応終点までに使用したpolyDADMAC溶液量から希釈インクの総電荷量を求めることができる。この希釈インクの総電荷量を希釈インクに含まれる有効成分量で割った値がインクの電荷密度(μeq/g)である。
電荷密度の測定装置には、例えば、コロイド粒子電荷量計(AFG ANALYTIC GmbH製「Model CAS」)等を用いることができる。
ホワイトインクの電荷密度は、30μeq/g以上が好ましく、35μeq/g以上がより好ましく、40μeq/g以上がさらに好ましい。一方、ホワイトインクの電荷密度は、150μeq/g以下が好ましく、120μeq/g以下がより好ましい。ホワイトインクの電荷密度は、例えば、30~150μeq/gがより好ましく、35~150μeq/gがさらに好ましく、40~120μeq/gがさらに好ましい。
ホワイトインク電荷密度の調整は、ホワイトインクに含まれる成分を適宜選択することで行うことができる。例えば、インクを構成する材料のイオン性基のカウンターイオン量によって、インクの電荷密度を調整することができる。このカウンターイオン量は、粒子質量あたりのイオン量を示す。一般的に粒子質量あたりのカウンターイオン量が多いほど、電荷密度が高くなる傾向にある。例えば、インク中の顔料や水分散性樹脂のカウンターイオン量で電荷密度を調整することが好ましい。また、インクの電荷密度は、例えば、インクに分散助剤等のイオン性成分を添加することでも調整することができる。また、いくつかの方法を組み合わせてインクの電荷密度を調整してもよい。
ホワイトインクは、例えば、色材および樹脂を含むことが好ましい。樹脂としては、例えば、後述する高分子分散剤、水分散性樹脂等が挙げられる。
ホワイトインクは、色材として、白色顔料を含むことが好ましい。
白色顔料としては、例えば、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、酸化アンチモン、酸化ジルコニウム等の無機顔料などを挙げることができる。さらに、中空樹脂微粒子、高分子微粒子等の白色顔料を用いることもできる。なかでも、隠蔽性の観点から、酸化チタンを用いることが好ましい。酸化チタンの平均粒子径は、隠蔽性の観点から50nm以上であることが好ましく、吐出安定性の観点から500nm以下であることが好ましい。酸化チタンを使用する場合は、光触媒作用を抑制するために、アルミナやシリカで表面処理されたものを用いることが好ましい。表面処理量は、顔料中に5~20質量%であることが好ましい。
顔料として、後述する自己分散性顔料を配合してもよい。
また、顔料分散剤で顔料があらかじめ分散された顔料分散体を使用してもよい。後述する顔料分散剤で分散された顔料分散体を使用してもよい。
色材は、1種で、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
色材の含有量は、隠蔽性等の観点から、ホワイトインク全量に対して1~30質量%が好ましく、3~20質量%がより好ましく、5~15質量%がさらに好ましい。2種以上の色材が用いられる場合は、上記した色材の含有量は、その合計含有量である。
色材として顔料をホワイトインクに用いる場合、ホワイトインク中に顔料を安定に分散させるために、高分子分散剤、界面活性剤型分散剤等に代表される顔料分散剤を用いることができる。
高分子分散剤としては、例えば、市販品として、EVONIK社製のTEGOディスパースシリーズ「TEGOディスパース740W」、「TEGOディスパース750W」、「TEGOディスパース755W」、「TEGOディスパース757W」、「TEGOディスパース760W」等、日本ルーブリゾール株式会社製のソルスパースシリーズ「ソルスパース20000」、「ソルスパース27000」、「ソルスパース41000」、「ソルスパース41090」、「ソルスパース43000」、「ソルスパース44000」、「ソルスパース46000」等、BASFジャパン株式会社製のジョンクリルシリーズ「ジョンクリル57」、「ジョンクリル60」、「ジョンクリル62」、「ジョンクリル63」、「ジョンクリル71」、「ジョンクリル501」等、ビックケミージャパン株式会社製の「DISPERBYK-102」、「DISPERBYK-185」、「DISPERBYK-190」、「DISPERBYK-193」、「DISPERBYK-199」等、第一工業製薬株式会社製の「ポリビニルピロリドンK-30」、「ポリビニルピロリドンK-90」等が挙げられる(いずれも商品名)。
界面活性剤型分散剤としては、例えば、花王株式会社製デモールシリーズ「デモールP」、「デモールEP」、「デモールN」、「デモールRN」、「デモールNL」、「デモールRNL」、「デモールT-45」等のアニオン性界面活性剤、花王株式会社製エマルゲンシリーズ「エマルゲンA-60」、「エマルゲンA-90」、「エマルゲンA-500」、「エマルゲンB-40」、「エマルゲンL-40」、「エマルゲン420」等の非イオン性界面活性剤等が挙げられる(いずれも商品名)。
上記した顔料分散剤は、1種で、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
顔料分散剤を使用する場合のインク中の配合量は、その種類によって異なり特に限定はされないが、一般に、有効成分(顔料濃度)の質量比で顔料1に対し、0.005~0.5が好ましい。
ホワイトインクは、水性溶媒として水を含むことが好ましく、主溶媒が水であってもよい。
水としては、特に制限されないが、イオン成分をできる限り含まないものが好ましい。特に、インクの貯蔵安定性の観点から、カルシウム等の多価金属イオンの含有量が少ないことが好ましい。水としては、例えば、イオン交換水、蒸留水、超純水等を用いるとよい。
水は、インク粘度の調整の観点から、ホワイトインク全量に対して30~90質量%で含まれることが好ましく、40~85質量%で含まれることがより好ましく、50~80質量%で含まれることがさらに好ましい。
ホワイトインクは、水溶性有機溶剤を含むことができる。
水溶性有機溶剤としては、室温で液体であり、水に溶解可能な有機化合物を使用することができ、1気圧20℃において同容量の水と均一に混合する水溶性有機溶剤を用いることが好ましい。
水溶性有機溶剤としては、例えば、上記した処理液で説明したものから選択して用いることができる。
これらの水溶性有機溶剤は、単独で使用してもよく、水と単一の相を形成する限り2種以上を組み合わせて使用することもできる。
水溶性有機溶剤の含有量は、ホワイトインク全量に対して1~50質量%であることが好ましく、5~40質量%であることがより好ましく、10~30質量%であることがさらに好ましい。2種以上の水溶性有機溶剤が用いられる場合は、上記した水溶性有機溶剤の含有量は、その合計含有量である。
ホワイトインクは、界面活性剤を含むことが好ましい。
界面活性剤として、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤のいずれを用いてもよいが、非イオン性界面活性剤がより好ましい。また、低分子系界面活性剤、高分子系界面活性剤のいずれを用いてもよい。
界面活性剤のHLB値は、5~20であることが好ましく、10~18であることがより好ましい。
界面活性剤としては、例えば、上記した処理液で説明したものから選択して用いることができる。
なかでも、アセチレングリコール系界面活性剤等のアセチレン系界面活性剤を好ましく用いることができる。
界面活性剤は1種で、または2種以上を組み合わせて用いてもよい。
界面活性剤の含有量は、ホワイトインク全量に対し、0.1~5質量%が好ましく、0.2~2質量%がより好ましい。2種以上の界面活性剤が用いられる場合は、上記した界面活性剤の含有量は、その合計含有量である。
ホワイトインクは、水分散性樹脂をさらに含むことができる。
水分散性樹脂が含まれると、処理液の凝集剤とホワイトインクとの良好な反応が得られやすく、ホワイトインクによる良好な隠蔽性を得やすい。
水分散性樹脂は、水性溶媒中で分散可能な樹脂粒子であることが好ましい。水分散性樹脂は、例えば、水中油型樹脂エマルションとしてインクに配合することが可能である。
水分散性樹脂は、水に安定に分散させるために親水成分が導入された自己乳化型のものでもよいし、外部乳化剤の使用により水分散性となるものでもよい。
水分散性樹脂の平均粒子径は、インクジェット吐出性の観点から、300nm以下が好ましく、200nm以下がより好ましく、150nm以下がより好ましい。例えば、水分散性樹脂の平均粒子径は、10nm~300nmの範囲であってよい。ここで、水分散性樹脂の平均粒子径は、体積基準の平均粒子径であり、光散乱法によって測定した数値である。
水分散性樹脂の種類としては、透明の塗膜を形成する樹脂を用いることが好ましい。
水分散性樹脂としては、例えば、スチレン-ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート-ブタジエン共重合体、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体等の共役ジエン系樹脂;
アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルの重合体、またはこれらとスチレン等との共重合体等のアクリル系樹脂;
エチレン-酢酸ビニル共重合体等のビニル系樹脂、
あるいはこれらの各種樹脂のカルボキシ基等の官能基含有単量体による官能基変性樹脂;
メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、アルキッド樹脂等、の水分散性樹脂が挙げられる。これらの単独樹脂の樹脂エマルションを用いてもよく、ハイブリッド型の樹脂エマルションを用いてもよい。
水分散性樹脂は、アニオン性、カチオン性、非イオン性、両性のいずれであってもよい。水分散性樹脂としてはアニオン性水分散性樹脂が好ましい。
アニオン性水分散性樹脂としては、自己乳化型樹脂のように、樹脂が有するアニオン性基が粒子表面に存在するものでもよいし、樹脂粒子表面がアニオン性の分散剤を付着させる等の表面処理されたものでもよい。アニオン性基は、代表的にはカルボキシ基、スルホ基、リン酸基等である。アニオン性の分散剤は、例えば、アニオン性界面活性剤等である。
ホワイトインクは、電荷密度が互いに異なる水分散性樹脂Aと水分散性樹脂Bとを含むことが好ましい。水分散性樹脂Aおよび水分散性樹脂Bのうち、電荷密度のより低い方を水分散性樹脂Aとして、電荷密度がより高い方を水分散性樹脂Bとした場合、電荷密度の高い方の水分散性樹脂Bが皮膜を形成した後、電荷密度がより低い方の水分散性樹脂Aが、水分散性樹脂Bの皮膜のムラを埋めるように皮膜を形成し、これにより、洗濯後のインク画像のひび割れがさらに低減され得ると考えられる。
水分散性樹脂Aの電荷密度は、60μeq/g以下が好ましく、55μeq/g以下がより好ましく、50μeq/g以下がさらに好ましい。水分散性樹脂Bの電荷密度は、65μeq/g以上が好ましく、70μeq/g以上が好ましく、75μeq/g以上が好ましい。一実施形態において、ホワイトインクは、電荷密度が60μeq/g以下、55μeq/g以下、又は50μeq/g以下の水分散性樹脂Aと、電荷密度が65μeq/g以上、70μeq/g以上又は75μeq/g以上の水分散性樹脂Bを含むことが好ましい。例えば、ホワイトインクは、電荷密度が55μeq/g以下の水分散性樹脂Aと、電荷密度が75μeq/g以上の水分散性樹脂Bとを含むことが好ましい。
水分散性樹脂A及び水分散性樹脂Bは、それぞれとくに限定されず、それぞれ独立に、上記した樹脂等から選択することができる。水分散性樹脂Aおよび水分散性樹脂Bは、それぞれアニオン性水分散性樹脂であることが好ましい。
水分散性樹脂Aおよび水分散性樹脂Bの含有量(固形分)の質量比(水分散性樹脂A:水分散性樹脂B)は、2:1~2:3が好ましい。
ここで、水分散性樹脂の電荷密度は、流動電位法にしたがって測定される電荷密度である。また、水分散性樹脂の電荷密度は、水分散性樹脂の有効成分量当たりの電荷量である(単位:μeq/g)。具体的には、水分散性樹脂の樹脂エマルションを、固形分が0.05質量%となるように水で希釈して希釈液を作製し、この希釈液に0.0025Nポリ塩化ジアリルジメチル-アンモニウム(polyDADMAC)溶液を滴定しながら、希釈液の流動電位が0Vになる反応終点を測定し、この反応終点までに使用したpolyDADMAC溶液量から希釈液の総電荷量を求めることができる。この希釈液の総電荷量を希釈液に含まれる固形分量で割った値が水分散性樹脂の電荷密度(μeq/g)である。
電荷密度の測定装置には、例えば、コロイド粒子電荷量計(AFG ANALYTIC GmbH製「Model CAS」)等を用いることができる。
水分散性樹脂の市販品としては、例えば、第一工業製薬株式会社製「スーパーフレックス460」、宇部興産株式会社製「UW-1005D-C1」、「UW-1527DF」、ダイセル・オルネクス株式会社製「DAOTAN TW6490/35WA」、「DAOTAN TW6460/35WA」、「DAOTAN TW6490/30WA」、DSM社製「NeoRez R986」、ジャパンコーティングレジン株式会社製「モビニール6763」、株式会社ADEKA製「アデカボンタイターHUX-370」等を挙げることができる(いずれも商品名)。
これらの水分散性樹脂は、単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用することもできる。水分散性樹脂の含有量(固形分)は、ホワイトインク全量に対し、1質量%以上が好ましく、3質量%以上がより好ましく、5質量%以上がさらに好ましい。水分散性樹脂の含有量(固形分)は、ホワイトインク全量に対し、30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましい。水分散性樹脂の含有量(固形分)は、ホワイトインク全量に対し、1~30質量%であることが好ましく、3~30質量%であることがより好ましく、5~20質量%であることがさらに好ましい。2種以上の水分散性樹脂が用いられる場合は、上記した水分散性樹脂の含有量は、その合計含有量である。
ホワイトインク中の水分散性樹脂の含有量(固形分)は、質量比で、ホワイトインク中の顔料の含有量1に対し0.1~10が好ましく、1~5がより好ましい。2種以上の水分散性樹脂が用いられる場合は、上記した水分散性樹脂の含有量は、その合計含有量である。上記した顔料の含有量についても同様である。
ホワイトインクは、その他の成分を適宜含んでもよい。その他の成分としては、pH調整剤、防腐剤等が挙げられる。
ホワイトインクの製造方法は、特に限定されず、公知の方法により適宜製造することができる。例えば、スリーワンモーター等の攪拌機に全成分を一括又は分割して投入して分散させ、所望により、メンブレンフィルター等のろ過機を通すことによりインクを得ることができる。
ホワイトインクは、水性捺染インクジェットインクとして用いることができる。
ホワイトインクのpHは、インクの貯蔵安定性の観点から、7.0~10.0が好ましく、7.5~9.0がより好ましい。
ホワイトインクの粘度は適宜調節することができるが、例えば吐出性の観点から、23℃における粘度が1~30mPa・sであることが好ましい。
<カラーインク>
カラーインクとしては、乾燥塗膜のヤング率が3.0MPa以下のカラーインクを用いることができる。
ここで、カラーインクの乾燥塗膜は、カラーインクを、カラーインク中の顔料と樹脂の固形分量の合計が20質量%となるようにイオン交換水で希釈後、この希釈液を、乾燥後の膜厚が0.4mmとなるようPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)シャーレに流し入れ、恒温槽にて70℃で60分間、120℃で20分間、160℃で10分間加熱乾燥させて得られる乾燥塗膜をいう。
乾燥塗膜のヤング率は、この乾燥塗膜をJIS K6251に規定のダンベル8号型に切り抜いて得られた試験片を用いて測定することができる。具体的には、TENSILON万能試験機(株式会社エー・アンド・デイ製「RTG-1250」(商品名))を使用し、引張速度500mm/min、チャック間20mmの条件下にて、試験片の応力-ひずみ(伸び率)曲線を測定する。得られた応力-ひずみ曲線の、伸び率10%の応力を、試験片のヤング率[MPa]とする。なお、乾燥塗膜の膜厚は、マイクロメーター(株式会社ミツトヨ製「MDH-25PX」(商品名))による実測から求めることができる。
カラーインクの乾燥塗膜のヤング率は、カラーインク中の成分の種類及び量を調製することで調製することができる。例えば、カラーインク中の水分散性樹脂等の樹脂のヤング率、カラーインク中の水分散性樹脂等の樹脂の含有量、カラーインク中の顔料と水分散性樹脂の質量比等を調整することで調整できる。いくつかの方法を組み合わせて、カラーインクの乾燥塗膜のヤング率を調整してもよい。
カラーインクの乾燥塗膜のヤング率は、3.0MPa以下が好ましく、2.0MPa以下がより好ましく、1.0MPa以下がさらに好ましい。カラーインクの乾燥塗膜のヤング率は、0.1MPa以上が好ましく、0.3MPa以上がより好ましい。カラーインクの乾燥塗膜のヤング率は、例えば、0.1~3.0MPaが好ましく、0.3~2.0MPaがより好ましく、0.3~1.0MPa以上がさらに好ましい。
カラーインクとしては、マゼンタインク、シアンインク、イエローインク、ブラックインク等のホワイトインク以外のインクが挙げられる。
カラーインクは、例えば、色材および樹脂を含むことが好ましい。樹脂としては、例えば、後述する高分子分散剤、水分散性樹脂等が挙げられる。
カラーインクは、色材として、顔料、染料、又はこれらの組み合わせを含むことができ、好ましくは顔料を含むことができる。
顔料としては、非白色の顔料を含むことが好ましい。
非白色の顔料としては、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、多環式顔料、染付レーキ顔料等の有機顔料、及び、カーボンブラック、金属酸化物等の無機顔料を用いることができる。アゾ顔料としては、溶性アゾレーキ顔料、不溶性アゾ顔料及び縮合アゾ顔料等が挙げられる。フタロシアニン顔料としては、金属フタロシアニン顔料及び無金属フタロシアニン顔料等が挙げられる。多環式顔料としては、キナクリドン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、ジオキサジン系顔料、チオインジゴ系顔料、アンスラキノン系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体顔料及びジケトピロロピロール(DPP)等が挙げられる。カーボンブラックとしては、ファーネスカーボンブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等が挙げられる。金属酸化物としては、酸化チタン、酸化亜鉛等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。
インク中における顔料粒子の平均粒子径は、吐出安定性と保存安定性の観点から、動的光散乱法により測定した粒度分布における体積基準の平均値として、300nm以下であることが好ましく、150nm以下であることがより好ましく、100nm以下であることがさらに好ましい。
顔料として自己分散性顔料を配合してもよい。自己分散性顔料は、化学的処理又は物理的処理により顔料の表面に親水性官能基が導入された顔料である。自己分散性顔料に導入させる親水性官能基としては、イオン性を有するものが好ましく、顔料表面をアニオン性又はカチオン性に帯電させることにより、静電反発力によって顔料粒子を水中に安定に分散させることができる。アニオン性官能基としては、スルホン酸基、カルボキシ基、カルボニル基、ヒドロキシ基、ホスホン酸基等が好ましい。カチオン性官能基としては、第4級アンモニウム基、第4級ホスホニウム基等が好ましい。
これらの親水性官能基は、顔料表面に直接結合させてもよいし、他の原子団を介して結合させてもよい。他の原子団としては、アルキレン基、フェニレン基、ナフチレン基等が挙げられるが、これらに限定されることはない。顔料表面の処理方法としては、ジアゾ化処理、スルホン化処理、次亜塩素酸処理、フミン酸処理、真空プラズマ処理等が挙げられる。
自己分散性顔料としては、例えば、キャボット社製CAB-O-JETシリーズ「CAB-O-JET200」、「CAB-O-JET300」、「CAB-O-JET250C」、「CAB-O-JET260M」、「CAB-O-JET270」、「CAB-O-JET450C」等、オリヱント化学工業株式会社製「BONJET BLACK CW-1」、「BONJET BLACK CW-2」、「BONJET BLACK CW-3」、「BONJET BLACK CW-4」等を好ましく使用することができる(いずれも商品名)。
顔料として、顔料を樹脂で被覆したマイクロカプセル化顔料を用いてもよい。
顔料分散剤で顔料があらかじめ分散された顔料分散体を使用してもよい。顔料分散剤で分散された顔料分散体の市販品としては、例えば、クラリアント社製HOSTAJETシリーズ、冨士色素株式会社製FUJI SPシリーズ等が挙げられる。後述する顔料分散剤で分散された顔料分散体を使用してもよい。
染料としては、塩基性染料、酸性染料、直接染料、可溶性バット染料、酸性媒染染料、媒染染料、反応染料、バット染料、硫化染料等のうち水溶性の染料および還元等により水溶性になった水溶性染料を好ましく用いることができる。また、アゾ系、アントラキノン系、アゾメチン系、ニトロ系等の分散染料も好ましく用いることができる。これらは単独で、または複数種を組み合わせて使用してもよい。
色材は、1種で、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
色材の含有量は、印刷濃度とインク粘度の観点から、カラーインク全量に対して0.1~20質量%であることが好ましく、1~15質量%であることがより好ましく、2~7質量%であることがさらに好ましい。2種以上の色材が用いられる場合は、上記した色材の含有量は、その合計含有量である。
色材として顔料をカラーインクに用いる場合は、カラーインク中に顔料を安定に分散させるために、高分子分散剤、界面活性剤型分散剤等に代表される顔料分散剤を用いることができる。
顔料分散剤としては、例えば、上記したホワイトインクで説明したものから選択して用いることができる。
顔料分散剤を使用する場合のカラーインク中の配合量は、その種類によって異なり特に限定はされないが、一般に、有効成分(顔料濃度)の質量比で顔料1に対し、0.005~0.5が好ましい。
カラーインクは、水性溶媒として水を含むことが好ましく、主溶媒が水であってもよい。
水としては、特に制限されないが、イオン成分をできる限り含まないものが好ましい。特に、インクの貯蔵安定性の観点から、カルシウム等の多価金属イオンの含有量が少ないことが好ましい。水としては、例えば、イオン交換水、蒸留水、超純水等を用いるとよい。
水は、インク粘度の調整の観点から、カラーインク全量に対して20質量%~80質量%で含まれることが好ましく、30質量%~70質量%で含まれることがより好ましい。
カラーインクは、水溶性有機溶剤を含むことができる。水溶性有機溶剤としては、室温で液体であり、水に溶解可能な有機化合物を使用することができ、1気圧20℃において同容量の水と均一に混合する水溶性有機溶剤を用いることが好ましい。
水溶性有機溶剤としては、例えば、上記した処理液で説明したものから選択して用いることができる。
これらの水溶性有機溶剤は、単独で使用してもよく、水と単一の相を形成する限り2種以上を組み合わせて使用することもできる。
水溶性有機溶剤のカラーインク中の含有量は、カラーインク全量に対して5~50質量%であることが好ましく、10~30質量%であることがより好ましい。2種以上の水溶性有機溶剤が用いられる場合は、上記した水溶性有機溶剤の含有量は、その合計含有量である。
カラーインクは、界面活性剤を含むことが好ましい。
界面活性剤として、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤のいずれを用いてもよいが、非イオン性界面活性剤が好ましい。また、低分子系界面活性剤、高分子系界面活性剤のいずれを用いてもよい。
界面活性剤のHLB値は、5~20であることが好ましく、10~18であることがより好ましい。
界面活性剤としては、例えば、上記した処理液で説明したものから選択して用いることができる。なかでも、アセチレングリコール系界面活性剤等のアセチレン系界面活性剤を好ましく用いることができる。
界面活性剤は、1種で、または2種以上を組み合わせて用いてよい。
界面活性剤の含有量は、カラーインク全量に対し、0.1~10質量%が好ましく、0.2~5質量%がより好ましい。2種以上の界面活性剤が用いられる場合は、上記した界面活性剤の含有量は、その合計含有量である。
カラーインクは、水分散性樹脂を含むことができる。
水分散性樹脂は、水性溶媒中で分散可能な樹脂粒子であることが好ましい。水分散性樹脂は、例えば、水中油型樹脂エマルションとしてインクに配合することが可能である。
水分散性樹脂は、水に安定に分散させるために親水成分が導入された自己乳化型のものでもよいし、外部乳化剤の使用により水分散性となるものでもよい。
水分散性樹脂の平均粒子径は、インクジェット吐出性の観点から、300nm以下が好ましく、200nm以下がより好ましく、150nm以下がより好ましい。例えば、水分散性樹脂の平均粒子径は、10nm~300nmの範囲であってよい。ここで、樹脂の平均粒子径は、体積基準の平均粒子径であり、光散乱法によって測定した数値である。
水分散性樹脂の種類としては、透明の塗膜を形成する樹脂を用いることが好ましい。
水分散性樹脂としては、例えば、上記したホワイトインクで説明したものから選択して用いることができる。
水分散性樹脂は、アニオン性、カチオン性、非イオン性、両性のいずれであってもよい。水分散性樹脂としてはアニオン性水分散性樹脂が好ましい。
アニオン性水分散性樹脂としては、自己乳化型樹脂のように、樹脂が有するアニオン性基が粒子表面に存在するものでもよいし、樹脂粒子表面がアニオン性の分散剤を付着させる等の表面処理されたものでもよい。アニオン性基は、代表的にはカルボキシ基、スルホ基、リン酸基等である。アニオン性の分散剤は、例えば、アニオン性界面活性剤等である。
これらの水分散性樹脂は、単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用することもできる。水分散性樹脂の含有量(固形分)は、カラーインク全量に対し、1質量%以上が好ましく、3質量%以上がより好ましく、5質量%以上がさらに好ましい。水分散性樹脂の含有量(固形分)は、カラーインク全量に対し、30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましい。水分散性樹脂の含有量(固形分)は、カラーインク全量に対し、1~30質量%であることが好ましく、3~30質量%であることがより好ましく、5~20質量%であることがさらに好ましい。2種以上の水分散性樹脂が用いられる場合は、上記した水分散性樹脂の含有量は、その合計含有量である。
カラーインクは、顔料および水分散性樹脂を含むことが好ましい。
カラーインクが顔料及び水分散性樹脂を含む場合の顔料及び水分散性樹脂の含有量の比率は特に限定されない。洗濯後のインク画像のひび割れのより効果的な抑制の観点から、カラーインクにおいて、顔料に対する水分散性樹脂の質量比(水分散性樹脂/顔料)は、2.5以上であることが好ましい。一方、吐出性の観点から、カラーインクにおいて、顔料に対する水分散性樹脂の質量比(水分散性樹脂/顔料)は、5.0以下であることが好ましく、4.0以下であることがより好ましい。カラーインクにおいて、顔料に対する水分散性樹脂の質量比(水分散性樹脂/顔料)は、2.5~5.0であることが好ましく、2.5~4.0であることがより好ましい。2種以上の水分散性樹脂が用いられる場合は、上記した顔料に対する水分散性樹脂の質量比における水分散性樹脂の含有量は、その合計含有量であり、顔料の含有量についても同様である。
カラーインクは、架橋剤を含むことが好ましい。架橋剤を含む場合、カラーインクの皮膜がより強くなり、洗濯後のインク画像のひび割れがさらに抑制されやすい傾向がある。また、カラーインクの画像濃度をより高めやすくすることができる。
架橋剤としては、例えば、カルボジイミド系化合物、イソシアネート系化合物、オキサゾリン系化合物等を挙げることができる。
カルボジイミド系化合物の市販品としては、例えば、日清紡ケミカル株式会社製「カルボジライトV-02」等が挙げられる。オキサゾリン系化合物の市販品としては、例えば、株式会社日本触媒製「エポクロスK2030E」等が挙げられる。イソシアネート系化合物の市販品としては、例えば、第一工業製薬株式会社製「エラストロンBN69」等が挙げられる。
架橋剤は1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用することもできる。架橋剤の含有量は、カラーインク全量に対し、0.1質量%以上が好ましく、0.2質量%以上がより好ましい。架橋剤の含有量は、カラーインク全量に対し、5質量%以下であることが好ましく、2質量%以下であることがより好ましい。架橋剤の含有量は、カラーインク全量に対し、0.1~5質量%であることが好ましく、0.2~2質量%であることがより好ましい。2種以上の架橋剤が用いられる場合は、上記した架橋剤の含有量は、その合計含有量である。
カラーインクは、その他の成分を適宜含んでもよい。その他の成分としては、pH調整剤、防腐剤等が挙げられる。
カラーインクの製造方法は、特に限定されず、公知の方法により適宜製造することができる。例えば、スリーワンモーター等の攪拌機に全成分を一括又は分割して投入して分散させ、所望により、メンブレンフィルター等のろ過機を通すことによりインクを得ることができる。
カラーインクは、水性捺染インクジェットインクとして用いることができる。
カラーインクのpHは、インクの貯蔵安定性の観点から、7.0~10.0が好ましく、7.5~9.0がより好ましい。
カラーインクの粘度は適宜調節することができるが、例えば吐出性の観点から、23℃における粘度が1~30mPa・sであることが好ましい。
<捺染物の製造方法>
一実施形態による捺染物の製造方法は、上記した処理液をインクジェット方式によって布に付与する工程と、処理液を付与した布に、上記したホワイトインクを、インクジェット方式によってウェットオンウェット法で付与する工程と、ホワイトインクを付与した布に、上記したカラーインクをインクジェット方式によってウェットオンウェット法で付与する工程とを含むことができる。
処理液、ホワイトインク、及びカラーインクは、それぞれインクジェット方式で布に付与することが好ましい。インクジェット方式は、基材に非接触で、オンデマンドで簡便かつ自在に画像形成をすることができる印刷方式である。
インクジェット方式は特に限定されず、ピエゾ方式、静電方式、サーマル方式などのいずれの方式であってもよい。インクジェット印刷装置を用いる場合は、デジタル信号に基づいてインクジェットヘッドから処理液又はインクの液滴を吐出させ、吐出された液滴を布に付着させるようにすることが好ましい。
処理液をインクジェット方式によって布に付与する工程について説明する。
処理液を付与する領域は、ホワイトインクによる画像と同一の形状の領域であってもよいし、ホワイトインクによる画像の形状を含む広めの領域であってもよいし、布の全面であってもよい。
処理液の付与領域、ホワイトインクの付与領域およびカラーインクの付与領域は、少なくとも部分的に重なることが好ましい。
布への処理液の付与量は、5~200g/mが好ましく、10~100g/mが好ましく、15~80g/mがより好ましい。
処理液を付与した布に、ホワイトインクを、インクジェット方式によってウェットオンウェット法で付与する工程について説明する。
ホワイトインクを付与する領域は、カラーインクによる画像と同一の形状の領域であってもよいし、カラーインクによる画像の形状を含む、広めの領域であってもよいし、布の全面であってもよい。
ホワイトインクは、処理液の付与領域と、付与領域が少なくても部分的に重なるように付与することが好ましい。処理液の付与領域、ホワイトインクの付与領域およびカラーインクの付与領域は、少なくとも部分的に重なることが好ましい。
ホワイトインクは、処理液が付与された布に、ウェットオンウェット法で付与されることが好ましい。ホワイトインクは、処理液が付与された布から水分を完全に除去しない状態で付与されることが好ましい。好ましくは、ホワイトインクは、処理液が付与された布が湿潤状態を保つ状態で付与され得る。例えば、処理液を布に付与した後、加熱乾燥などの乾燥工程を行わずにホワイトインクを布に付与することが好ましい。処理液付与後、ホワイトインク付与までの布表面の温度は、40℃以下であることが好ましく、35℃以下であることがより好ましい。処理液付与後、布上の処理液の揮発分の残存量が90質量%以上の状態で、ホワイトインクが付与されることが好ましい。布に処理液を付与してからホワイトインクを付与するまでの時間は、0.1~200秒であることが好ましい。
布へのホワイトインクの付与量は特に限定されないが、例えば、80~400g/mが好ましく、120~250g/mがより好ましい。
ホワイトインクを付与した布に、カラーインクを、インクジェット方式によってウェットオンウェット法で付与する工程について説明する。
カラーインクは、ホワイトインクの付与領域と、付与領域が少なくとも部分的に重なるように付与することが好ましい。処理液の付与領域、ホワイトインクの付与領域およびカラーインクの付与領域は、少なくとも部分的に重なることが好ましい。
カラーインクは、ホワイトインクが付与された布に、ウェットオンウェット法で付与されることが好ましい。カラーインクは、ホワイトインクが付与された布から水分を完全に除去しない状態で付与されることが好ましい。好ましくは、カラーインクは、ホワイトインクが付与された布が湿潤状態を保つ状態で付与され得る。例えば、ホワイトインクを布に付与した後、加熱乾燥などの乾燥工程を行わずにカラーインクを布に付与することが好ましい。ホワイトインク付与後、カラーインク付与までの布表面の温度は、40℃以下であることが好ましく、35℃以下であることがより好ましい。ホワイトインク付与後、布上のホワイトインクの揮発分の残存量が90質量%以上の状態で、カラーインクが付与されることが好ましい。布にホワイトインクを付与してからカラーインクを付与するまでの時間は、0.1~200秒であることが好ましい。
布へのカラーインクの付与量は特に限定されないが、例えば、1~100g/mが好ましく、5~50g/mがより好ましい。
なお、1種類のカラーインクを付与してもよく、2種類以上のカラーインクを付与してもよい。
処理液を付与する工程、ホワイトインクを付与する工程、及びカラーインクを付与する工程は、別々の印刷装置で行ってもよく、1つの印刷装置を用いて行ってもよい。例えば2台の印刷装置を用い、処理液を付与する工程をそのうちの1台の印刷装置で行い、ホワイトインクを付与する工程およびカラーインクを付与する工程を、他の1台を用いて行ってもよい。
捺染物の製造方法は、カラーインクの付与後に、布を熱処理する工程を設けることが好ましい。
熱処理温度は、布の材料等によって適宜選択することができる。熱処理温度は、例えば、100℃以上が好ましく、150℃以上がより好ましい。熱処理温度は、布へのダメージを低減する観点から、200℃以下が好ましい。
加熱装置は、特に制限されないが、例えば、ヒートプレス、ロールヒータ、温風装置、赤外線ランプヒーター等を用いることができる。
加熱処理時間は、加熱方法等に応じて適宜設定すればよく、例えば、1秒~10分が好ましく、5秒~5分であってよい。
布にカラーインクを付与したのちに、後処理液を付与する工程を設けてもよい。カラーインクを付与したのちに、布を加熱する工程を設け、その後に後処理液を付与してもよい。カラーインクの付与後にウェットオンウェット法で後処理液を付与してもよい。さらに、後処理液を付与したのちに、布を加熱する工程を設けてもよい。
<インクセット>
一実施形態により、凝集剤を含む処理液と、電荷密度が30μeq/g以上のホワイトインクと、乾燥塗膜のヤング率が3.0MPa以下のカラーインクとを含む捺染インクジェット用インクセットが提供される。
処理液、ホワイトインク、カラーインクとしては、それぞれ、上記した捺染物の製造方法で用いることができる処理液、ホワイトインクおよびカラーインクを用いることができる。
捺染インクジェット用インクセットは、後処理液等をさらに含んでよい。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。本発明は以下の実施例に限定されない。
<処理液の製造>
表1に処理液U-1の処方を示す。表1に示す配合割合で表1に記載の原材料を混合し、孔径3μmのメンブレンフィルターで粗粒を除去し、処理液U-1を得た。
Figure 2023096760000001
表1に記載の材料の詳細を以下に示す。
(凝集剤)
塩化カルシウム:富士フイルム和光純薬株式会社製、有効成分100質量%
(水溶性有機溶剤)
1,4-ブタンジオール:富士フイルム和光純薬株式会社製
(界面活性剤)
オルフィンE1010:アセチレン系界面活性剤、日信化学工業株式会社製、有効成分100質量%
<ホワイトインクの製造>
表2及び3にホワイトインクW-1~W-8の処方を示す。表2及び3中の原材料の配合割合は材料中に溶媒等が含まれる場合にはそれを含む量である。
表2及び3に示す配合割合にしたがって、表2及び3に記載の各材料を混合し、孔径3μmのメンブレンフィルターで粗粒を除去し、ホワイトインクを得た。
Figure 2023096760000002
Figure 2023096760000003
表2及び3に記載の材料の詳細を以下に示す。
(顔料分散体)
白色顔料分散体:下記の方法で得られたもの、顔料分40質量%
(水分散性樹脂)
DAOTAN TW6490/35WA:水分散性ポリウレタン樹脂(水性樹脂エマルション)、ダイセル・オルネクス株式会社製、固形分35質量%
DAOTAN TW6460/35WA:水分散性ポリウレタン樹脂(水性樹脂エマルション)、ダイセル・オルネクス株式会社製、固形分35質量%
DAOTAN TW6450/30WA:水分散性ポリウレタン樹脂(水性樹脂エマルション)、ダイセル・オルネクス株式会社製、固形分30質量%
NeoRez R986:水分散性ポリウレタン樹脂(水性樹脂エマルション)、DSM製、固形分25質量%
モビニール6763:水分散性ポリウレタン樹脂(水性樹脂エマルション)、ジャパンコーティングレジン株式会社製、固形分35質量%
(水溶性有機溶剤)
1,4-ブタンジオール:富士フイルム和光純薬株式会社製
(界面活性剤)
オルフィンE1010:アセチレン系界面活性剤、日信化学工業株式会社製、有効成分100質量%
<白色顔料分散体の製造>
白色顔料として酸化チタン「R-21N」(堺化学工業株式会社製)400g、及び、顔料分散剤として「デモールEP」(花王株式会社製)20g(有効成分で5g)を、イオン交換水580gと混合し、ビーズミル(株式会社シンマルエンタープライゼス製、DYNO-MILL KDL A型)を用いて、0.5mmΦのジルコニアビーズを充填率80%、滞留時間5分で分散し、白色顔料分散体(顔料分40質量%)を得た。
<カラーインクの製造>
表4及び5にカラーインクK-1~K-12の処方を示す。表中の原材料の配合割合は材料中に溶媒等が含まれる場合にはそれを含む量である。
表4及び5に示す配合割合にしたがって表4及び5に記載の各材料を混合し、孔径3μmのメンブレンフィルターで粗粒を除去し、カラーインクを得た。
Figure 2023096760000004
Figure 2023096760000005
表4及び5に記載の材料の詳細を以下に示す。
(顔料分散体)
黒色顔料分散体:下記の方法で得られたもの、顔料分20質量%
(水分散性樹脂)
スーパーフレックス460:水分散性ポリウレタン樹脂(水性樹脂エマルション)、第一工業製薬株式会社製、固形分38質量%
UW-1005D-C1:水分散性ポリウレタン樹脂(水性樹脂エマルション)、宇部興産株式会社製、固形分30質量%
UW-1527DF:水分散性ポリウレタン樹脂(水性樹脂エマルション)、宇部興産株式会社製、固形分30質量%
アデカボンタイターHUX-370:水分散性アクリル系樹脂(水性樹脂エマルション)、株式会社ADEKA製、33質量%
(架橋剤)
カルボジライトV-02:カルボジイミド系化合物、日清紡ケミカル株式会社製、固形分40質量%
エラストロンBN69:イソシアネート系化合物、第一工業製薬株式会社製、固形分40質量%
エポクロスK2030E:オキサゾリン系化合物、日本触媒株式会社製、固形分40質量%
(界面活性剤)
オルフィンE1010:アセチレン系界面活性剤、日信化学工業株式会社製、有効成分100質量%
(水溶性有機溶剤)
1,4-ブタンジオール:富士フイルム和光純薬株式会社製
<黒色顔料分散体の製造>
黒色顔料として「♯960」(三菱化学株式会社製)200g、及び、顔料分散剤として50gのDISPERBYK-102(ビックケミー・ジャパン株式会社製高分子分散剤)を、イオン交換水800gと混合し、ビーズミル(株式会社シンマルエンタープライゼス製、DYNO-MILL KDL A型)を用いて、0.5mmΦのジルコニアビーズを充填率60%、滞留時間2分で分散し、黒色顔料分散体(顔料分20質量%)を得た。
<電荷密度の測定方法>
表1の処理液U-1の電荷密度、表2及び3の各ホワイトインクの電荷密度、及び表2及び3のホワイトインクに用いられた水分散性樹脂の電荷密度は、流動電位法による電荷密度であり、以下のようにして測定した。電荷密度の測定にはコロイド粒子電荷量計(AFG ANALYTIC GmbH製「Model CAS」を使用した。
(処理液の電荷密度およびホワイトインクの電荷密度)
測定するホワイトインク及び処理液をそれぞれイオン交換水で100倍に希釈した液を試料とし、下記の滴定溶液にて滴定を行い、流動電位が0Vになる反応終点を測定し、反応終点までの滴定溶液の使用量から希釈処理液の総電荷量および希釈ホワイトインクの総電荷量をそれぞれ求めた。希釈ホワイトインク中の有効成分量当たりのホワイトインクの総電荷量からホワイトインクの電荷密度(μeq/g)を求めた。同様に、希釈処理液中の有効成分当たりの処理液の総電荷量から処理液の電荷密度(μeq/g)を求めた。滴定溶液として、ホワイトインクについては、0.0025Nポリ塩化ジアリルジメチル-アンモニウム(polyDADMAC)溶液(富士フイルム和光純薬株式会社製)を用い、処理液については、0.0025Nポリビニル硫酸カリウム(PVSK)溶液(富士フイルム和光純薬株式会社製)を用いた。
(ホワイトインクに用いられた水分散性樹脂の電荷密度)
測定する水分散性樹脂の水性樹脂エマルションを、固形分が0.05質量%となるように水で希釈して得られた希釈液を試料とし、0.0025Nポリ塩化ジアリルジメチル-アンモニウム(polyDADMAC)溶液(富士フイルム和光純薬株式会社製)にて滴定を行い、希釈液の流動電位が0Vになる反応終点を測定し、反応終点までのpolyDADMAC溶液の使用量から希釈液の総電荷量を求めた。この希釈液の総電荷量を希釈液に含まれる固形分量で割った値が水分散性樹脂の電荷密度(μeq/g)である。
<カラーインクの乾燥塗膜のヤング率>
表4及び5の各カラーインクの乾燥塗膜のヤング率は、以下のようにして得られた値である。カラーインクを、インク中の顔料と樹脂の固形分量の合計が20質量%となるようにイオン交換水で希釈後、この希釈液を、乾燥後の膜厚が0.4mmとなるようにPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)シャーレに流し入れ、恒温槽にて70℃で60分間、120℃で20分間、160℃で10分間加熱乾燥させてインクの乾燥塗膜を得た。得られた乾燥塗膜をJIS K6251に規定のダンベル8号型に切り抜いて、試験片を得た。TENSILON万能試験機(株式会社エー・アンド・デイ製「RTG-1250」)を使用し、引張速度500mm/min、チャック間20mmの条件下にて、試験片の応力-ひずみ(伸び率)曲線を測定した。得られた応力-ひずみ曲線の、伸び率10%の応力を、試験片のヤング率[MPa]とした。なお、乾燥塗膜の膜厚は、マイクロメーター(株式会社ミツトヨ製「MDH-25M」)による実測から求めた。
<捺染物の製造>
表6及び7に、実施例1~17及び比較例1~2の捺染物に用いた処理液、ホワイトインク及びカラーインクを示す。
実施例1~17及び比較例1~2では、基材として、黒色綿100%Tシャツ「Printstar 085-cvt」(トムス株式会社製)を用いた。
また、インクジェットプリンタ(マスターマインド社製テキスタイルプリンタ「MMP-8130」)を2台準備し、1台目のプリンタ(以下、「プリンタ1」という場合もある。)に処理液を、2台目のプリンタ(以下、「プリンタ2」という場合もある。)にホワイトインク及びカラーインクを導入した。
下記の工程1~4により、実施例1~17及び比較例1~2の捺染物を作製した。
工程1
工程1では、処理液が導入されたプリンタ1を用いて、基材上に、処理液の付与量が50g/mとなるように、100mm×200mmの領域全体に処理液を付与した。
工程2
工程2では、プリンタ2を用いて、処理液が付与された基材にウェットオンウェット法でホワイトインクを付与した。この工程2では、処理液が付与された100mm×200mmの領域上に、ホワイトインクの付与量が200g/mとなるように、100mm×200mmの白色ベタ画像を印刷した。
工程3
工程3では、プリンタ2を用いて、ホワイトが付与された基材にウェットオンウェット法でカラーインクを付与した。この工程は、処理液及びホワイトインクが付与された100mm×200mmの領域上に、すなわち、100mm×200mmの白色ベタ画像上に、カラーインクの付与量が20g/mとなるように、100mm×200mmの黒色ベタ画像を印刷した。
工程4
工程4では、印刷後のTシャツに、Hotronix Fusionヒートプレス(Stahls Hotronix社製)を用いて160℃で120秒間の熱処理を行った。
<評価>
下記の評価を行った。下記の、「カラーインクの画像濃度」の評価及び「洗濯後のインク画像のひび割れ」の評価は、工程1~4を行って得られた捺染物を用いて行った。下記の「ホワイトインクによる隠蔽性」の評価では、工程2の後、工程3を行わずに工程4の熱処理を行って得られたホワイトインク塗膜を用いて評価を行った。
結果を表6及び7に示す。
(ホワイトインクによる隠蔽性)
工程2で得られた白色ベタ画像のL*値を、分光測色計X-Rite eXact(エックスライト・イグザクト)で測定し、以下の評価基準で評価した。
A:90≦L*
B:85≦L*<90
D:L*<85
(カラーインクの画像濃度)
得られた捺染物のOD値を、分光測色計X-Rite eXact(エックスライト・イグザクト)で測定し、以下の評価基準で評価した。
A:1.00≦OD
B:0.85≦OD<1.00
C:0.75≦OD<0.85
D:OD<0.75
(洗濯後のインク画像のひび割れ)
得られた捺染物を25mm×40mmに切り抜き、試験片とした。容量50mLの容器に、試験片、10mmΦのステンレス剛球、及び50℃に加温した洗濯水(洗濯用合成洗剤の0.1質量%水溶液)を入れ、高速ボールミル撹拌混合機ロッキングミルを用いて、振動数60Hzで10分間攪拌した。攪拌後の試験片を23℃の環境で3時間乾燥させた後、インク画像のひび割れの様子を目視観察し、以下の評価基準で評価した。
A:ひび割れが見られない
B:ひび割れが少し発生している
D:ひび割れが顕著である
Figure 2023096760000006
Figure 2023096760000007
各表に示す通り、実施例1~17は、ホワイトインクによる隠蔽性に優れるとともに、カラーインクの画像濃度の評価、及び洗濯後のインク画像のひび割れの評価のいずれにおいても優れた結果を示した。

Claims (4)

  1. 凝集剤を含む処理液をインクジェット方式によって布に付与する工程と、
    前記処理液を付与した布に、電荷密度が30μeq/g以上のホワイトインクを、インクジェット方式によってウェットオンウェット法で付与する工程と、
    前記ホワイトインクを付与した布に、乾燥塗膜のヤング率が3.0MPa以下のカラーインクをインクジェット方式によってウェットオンウェット法で付与する工程とを含む、捺染物の製造方法。
  2. 前記カラーインクが、顔料と水分散性樹脂とを含み、前記顔料に対する前記水分散性樹脂の質量比(水分散性樹脂/顔料)が、2.5~5.0である、請求項1に記載の捺染物の製造方法。
  3. 前記カラーインクが、架橋剤を含む、請求項1または2に記載の捺染物の製造方法。
  4. 前記ホワイトインクが、電荷密度が55μeq/g以下の水分散性樹脂Aと、電荷密度が75μeq/g以上の水分散性樹脂Bとを含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の捺染物の製造方法。

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