JP2023120631A - 処理液組成物、インクジェットインク組成物と処理液組成物のセット及び処理方法 - Google Patents

処理液組成物、インクジェットインク組成物と処理液組成物のセット及び処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】優れた発色性と、湿潤摩擦時であっても変退色し難い優れた湿潤摩擦堅牢性、耐光性を有する画像が得られる処理液組成物を提供する。【解決手段】ポリアミドエピハロヒドリンポリマー、及び、ジメチルピラゾールブロックイソシアネートから選択される耐水化剤と、ポリアミン化合物と、を含有する、処理液組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、処理液組成物、インクジェットインク組成物と処理液組成物のセット及び処理方法に関する。
インクジェット記録方法は、微細なノズルからインクジェットインク組成物(以下、「インク」ともいう)の小滴を吐出して、記録媒体に付着させて記録を行う方法である。従来、インクジェット記録方法によりインクを記録媒体へ吐出し画像を形成させる際に、記録物の発色性等を改善させるため、凝集剤を含む処理液組成物を用いて、記録媒体に前処理を施す技術が知られている。
例えば、特許文献1には、アミンとエピハロヒドリンとを含むモノマーを反応させて得られる水溶性カチオンポリマーと、ノニオン性樹脂と、有機溶剤と、水とを含有する処理液組成物が記載されている。
特開2021-020394号公報
しかしながら、優れた発色性と、湿潤摩擦時であっても変退色し難い優れた湿潤摩擦堅牢性とを両立させることは困難であった。また、処理液組成物を付着した布帛が黄変し難い耐光性に優れたものとすることも困難であった。
本発明に係る処理液組成物の一態様は、
ポリアミドエピハロヒドリンポリマー、及び、ジメチルピラゾールブロックイソシアネートから選択される耐水化剤と、
ポリアミン化合物と、を含有する。
本発明に係るインクジェットインク組成物と処理液組成物のセットの一態様は、
インクジェットインク組成物と、上述の処理液組成物とのセットであって、
前記インクジェットインク組成物は、顔料粒子と樹脂粒子を含む水系顔料インクジェットインクであって、該インク組成物のpHが8超であり、体積平均粒子径が20nm以上500nm以下の粒子成分を含む。
本発明に係る処理方法の一態様は、
上述の処理液組成物を布帛に付着させる付着工程と、
前記処理液組成物が付着した前記布帛を加熱する加熱工程と、を備え、
前記加熱工程における前記布帛の表面温度が100℃以上である。
以下に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形態は、本発明の例を説明するものである。本発明は以下の実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお、以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。
1.処理液組成物
本実施形態の処理液組成物は、ポリアミドエピハロヒドリンポリマー、及び、ジメチルピラゾールブロックイソシアネートから選択される耐水化剤と、ポリアミン化合物と、を含有する。
1.1.耐水化剤
処理液組成物は、耐水化剤として、ポリアミドエピハロヒドリンポリマー、及び、ジメチルピラゾールブロックイソシアネートの一方又は両方を含んでもよい。また、処理液組成物は、耐水化剤として、ポリアミドエピハロヒドリンポリマー、又は、ジメチルピラゾールブロックイソシアネートのそれぞれ2種以上を含んでもよい。
1.1.1.ポリアミドエピハロヒドリンポリマー
ポリアミドエピハロヒドリンポリマーとは、アミンとエピハロヒドリンとを含むモノマーを重合させたポリマーである。ポリアミドエピハロヒドリンポリマーとしては、例えば、ポリアミン-エピハロヒドリン共重合体、ポリアミド-エピハロヒドリン共重合体、ポリアミドポリアミン-エピハロヒドリン共重合体、アミン-エピハロヒドリン共重合体などを挙げることができる。これらのポリマーは、アミンと、エピハロヒドリンとを含むモノマーを重合する方法、アミンとカルボン酸を含むモノマーを重合することにより得られたポリアミドにエピハロヒドリンを含むモノマーをグラフト重合する方法等の公知の方法によって得られる。
エピハロヒドリンは、構造中にハロゲン原子を含むものである。ハロゲン原子としては、例えば、F、Cl、Br、Iなどが挙げられる。エピハロヒドリンは、これらのハロゲン原子の中でもClが好ましいため、エピクロロヒドリンであることが好ましい。したがって、ポリアミドエピハロヒドリンポリマーとしては、ポリアミドエピクロロヒドリンポリマーであることが好ましく、具体的には、ポリアミン-エピクロロヒドリン共重合体、ポリアミド-エピクロロヒドリン共重合体、ポリアミドポリアミン-エピクロロヒドリン共重合体、アミン-エピクロロヒドリン共重合体であることが好ましい。これらの中でも、ポリアミド-エピクロロヒドリン共重合体がより好ましい。
ポリアミドエピハロヒドリンポリマーの市販品としては、WS-4020、4030、4027、TS-4070(星光PMC社製、ポリアミド-エピクロロヒドリンポリマー)、WS-4011(星光PMC社製、ポリアミン-エピクロロヒドリンポリマー)、AF-100、251S、255、255LOX、2500(荒川工業化学社製、ポリアミドポリアミン-エピクロロヒドリンポリマー)、カチオマスターPE-30(四日市合成社製、ジメチルアミン・エチレンジアミン・エピクロルヒドリン縮合物)、EPA-SK01(四日市合成社製、ポリアミドポリアミン-エピクロロヒドリン縮合物)などが挙げられる。
ポリアミドエピハロヒドリンポリマーは、1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
ポリアミドエピハロヒドリンポリマーの重量平均分子量としては、1万以上500万以下が好ましく、10万以上500万以下がより好ましく、50万以上500万以下がさらに好ましく、100万以上500万以下が特に好ましい。ポリアミドエピハロヒドリンポリマーの重量平均分子量が上記範囲内にあると、インクジェットインク組成物と共に用いて形成した画像の湿潤摩擦堅牢性が向上する。
ポリアミドエピハロヒドリンポリマーの含有量は、処理液組成物の総質量に対し、0.10質量%以上であることが好ましく、0.30質量%以上であることがより好ましく、0.50質量%以上であることがさらに好ましく、0.70質量%以上であることが特に好ましい。また、ポリアミドエピハロヒドリンポリマーの含有量は、処理液組成物の総質量に対し、5.0質量%以下であることが好ましく、3.0質量%以下であることがより好ましく、1.5質量%以下であることがさらに好ましく、1.2質量%以下であることが特に好ましい。ポリアミドエピハロヒドリンポリマーの含有量が上記範囲にあると、発色性、乾燥摩擦堅牢性及び湿潤摩擦堅牢性の摩擦堅牢性、風合い、耐光性のバランスのより良い記録物を形成できる。
1.1.2.ジメチルピラゾールブロックイソシアネート
ジメチルピラゾールブロックイソシアネートは、イソシアネート化合物のイソシアネート基をジメチルピラゾール基によりブロックした化合物である。すなわち、イソシアネート基をブロック剤として、ジメチルピラゾール(好ましくは3,5-ジメチルピラゾール)によりマスキングすることにより、イソシアネート基が安定化された化合物である。これにより取り扱いが安全で、加熱等の処理によりブロック剤が解離し、イソシアネート基が再生することにより、高い反応性を示すことができる。ジメチルピラゾールブロックイソシアネートを用いることで、布帛の黄変が抑制され、耐光性をより良好なものとすることができる。
イソシアネート化合物としては、分子中に少なくとも2つ以上のイソシアネート基を有しているものであれば特に限定されるものではなく、公知のポリイソシアネート化合物が使用可能である。例えば、アルキレン(好ましくは炭素数1以上12以下)ジイソシアネート、アリールジイソシアネート及びシクロアルキルジイソシアネートなどのジイソシアネート化合物や、これらのジイソシアネート化合物の二量体、三量体などの変性ポリイソシアネート化合物が挙げられる。
また、ジイソシアネート化合物から誘導される変性ポリイソシアネート化合物としては、2個以上のイソシアネート基を有するものであれば特に制限はなく、例えば、ビウレット構造、イソシアヌレート構造、ウレタン構造、ウレトジオン構造、アロファネート構造、三量体構造などを有するポリイソシアネート、トリメチロールプロパンの脂肪族イソシアネートのアダクト体などを挙げることができる。また、ポリメリックMDI(MDI=ジフェニルメタンジイソシアネート)もポリイソシアネート化合物として使用することができる。
ジメチルピラゾールブロックイソシアネートは、市販品を用いることができる。市販のジメチルピラゾールブロックイソシアネートとしては、例えば、日華化学株式会社製のNKアシストFU、NKアシストIS-100、NKアシストIS-80、NKアシストV、NKアシストNY、NKアシストNY-27、NKアシストNY-30、及びNKアシストNY-50などの「NKアシスト」シリーズ、株式会社村山化学研究所のFixerシリーズなどが挙げられる。
ジメチルピラゾールブロックイソシアネートから生成するイソシアネート基は、セルロース等の水酸基を有する物質と反応することができる。また、イソシアネート基は、水酸基以外の基とも反応することができ、これらの反応は、温度や濃度により制御することができる。
処理液組成物が付着する布帛にセルロースが含まれる場合には、ジメチルピラゾールブロックイソシアネートから生成するイソシアネート基とセルロースの水酸基とが反応してウレタン結合を生じ、両者を化学的に結合することができる。また、加熱の程度や濃度の調節により、セルロース等との反応の程度を制御することができ、例えば、布帛に付着させた後、ブロックドイソシアネート基の一部又は全部を布帛上で反応させずに残すこともできる。
なおイソシアネート基と水酸基とが反応することによりウレタン結合が生じる。しかし、イソシアネート基が反応する対象は、水酸基に限られず、対象に含まれる各種の化学構造に応じて反応の相手を変更してもよい。例えば、イソシアネート基とアミノ基とが反応するとウレア結合(尿素結合)が生じ、複数のイソシアネート結合と水とが反応することによりウレア結合が生じ、ウレア結合とイソシアネート基との反応によりビュレット結合が生じ、ウレタン結合とイソシアネート基との反応によりアルファネート結合が生じる。これらの結合は、反応温度等により積極的に生じさせたり、生じさせないようにしたりすることができるので、処理液組成物の付着対象に存在する化学構造に合わせて、結合を生じさせることもできる。
ジメチルピラゾールブロックイソシアネートの含有量は、処理液組成物の全量に対して、0.1質量%以上15.0質量%以下、好ましくは0.2質量%以上10.0質量%以下、より好ましくは0.2質量%以上5.0質量%以下、さらに好ましくは0.5質量%以上2.0質量%以下である。ジメチルピラゾールブロックイソシアネートの含有量が前記範囲内にあると、付着させる布帛に対して適した量のイソシアネート基を結合及び/又は配置することが容易であり、例えば、当該布帛にインクジェットインク組成物が付着されて加熱された場合に、インクジェットインク組成物の成分とイソシアネート基との反応を生じさせることができる。これにより、例えば、インクジェットインク組成物に含まれる色材が布帛から脱落しにくくすることができ、画像の湿潤摩擦堅牢性を十分に得ることができる。
1.2.ポリアミン化合物
処理液組成物は、ポリアミン化合物を含む。ポリアミン化合物は、カチオン性ポリマーの性質を有する。ポリアミン化合物としては、構造中にアミノ基を有するものであればよく、公知のものを適宜選択して用いることができる。例えば、ポリアミン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアリルアミン樹脂などが挙げられる。ポリアミン樹脂は樹脂の主骨格中にアミノ基を有する樹脂である。ポリアミド樹脂は樹脂の主骨格中にアミド基を有する樹脂である。ポリアリルアミン樹脂は樹脂の主骨格中にアリル基に由来する構造を有する樹脂である。
ポリアミン化合物の市販品としては、センカ株式会社製のユニセンスKHE103L(ヘキサメチレンジアミン/エピクロルヒドリン樹脂、1%水溶液のpH約5.0、粘度20~50(mPa・s)、固形分濃度50質量%の水溶液)、ユニセンスKHE104L(ジメチルアミン/エピクロルヒドリン樹脂、1%水溶液のpH約7.0、粘度1~10(mPa・s)、固形分濃度20質量%の水溶液)などを挙げることができる。さらにカチオン性のポリアミン系樹脂の市販品の具体例としては、FL-14(SNF社製)、アラフィックス100、251S、255、255LOX(荒川化学社製)、DK-6810、6853、6885;WS-4010、4011、4020、4024、4027、4030(星光PMC社製)、パピオゲンP-105(センカ社製)、スミレーズレジン650(30)、675A、6615、SLX-1(田岡化学工業社製)、カチオマスター(登録商標)PD-1、7、30、A、PDT-2、PE-10、PE-30、DT-EH、EPA-SK01、TMHMDA-E(四日市合成社製)、ジェットフィックス36N、38A、N700、5052(里田化工社製)が挙げられる。
ポリアリルアミン樹脂としては、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コポリマー、アリルアミン酢酸塩・ジアリルアミン酢酸塩コポリマー、アリルアミン酢酸塩・ジアリルアミン酢酸塩コポリマー、アリルアミン塩酸塩・ジメチルアリルアミン塩酸塩コポリマー、アリルアミン・ジメチルアリルアミンコポリマー、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・二酸化硫黄コポリマー、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・二酸化硫黄コポリマー、メチルジアリルアミン塩酸塩・二酸化硫黄コポリマー、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド・二酸化硫黄コポリマー、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド・アクリルアミドコポリマー等を挙げることができる。
ポリアミン化合物は、インクジェットインク組成物の成分を凝集させる機能を有する。このような凝集により、例えば、顔料の発色を高めること、及び/又は、樹脂粒子の定着性を高めることができる。
ポリアミン化合物の含有量は、処理液組成物の全量に対して、0.1質量%以上15.0質量%以下、好ましくは0.2質量%以上10.0質量%以下、より好ましくは0.2質量%以上5.0質量%以下、さらに好ましくは0.5質量%以上2.0質量%以下である。ポリアミン化合物の含有量が前記範囲内にあると、インクジェットインク組成物中の分散成分を良好に凝集させることができる。これにより、例えば、インクジェットインク組成物に含まれる色材の発色性を十分に得ることができる。
1.3.その他の成分
1.3.1.溶媒
<水>
本実施形態に係る処理液組成物は、溶媒として水を含有することが好ましい。水は、処理液組成物の主となる溶媒であってよく、乾燥により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などによって滅菌した水を用いると、処理液組成物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。
水の含有量としては、特に限定されるものではないが、処理液組成物の総質量に対して、例えば、50質量%以上であることができ、さらには60質量%以上であることができ、70質量%以上であることができる。また、処理液組成物に含まれる水の含有量の上限は99質量%以下であることができ、98質量%以下であることができ、97質量%以下であることができる。
<水溶性有機溶剤>
本実施形態に係る処理液組成物は、溶媒として水溶性有機溶剤を含んでいてもよい。
水溶性有機溶剤としては、例えば、ポリオール化合物、グリコールエーテル、ベタイン化合物等が挙げられる。
ポリオール化合物としては、例えば、分子内の炭素数が2以上6以下であり、かつ、分子内にエーテル結合を1つ有してもよいポリオール化合物(好ましくはジオール化合物)等が挙げられる。具体例としては、1,2-ペンタンジオール、メチルトリグリコール(トリエチレングリコールモノメチルエーテル)、ブチルトリグリコール(トリエチレングリコールモノブチルエーテル)、トリメチロールプロパン、ブチルジグリコール(ジエチレングリコールモノブチルエーテル)、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、グリセリン、1,2-ヘキサンジオール、1,2-ヘプタンジオール、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-3-フェノキシ-1,2-プロパンジオール、3-(3-メチルフェノキシ)-1,2-プロパンジオール、3-ヘキシルオキシ-1,2-プロパンジオール、2-ヒドロキシメチル-2-フェノキシメチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,2-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-メチル-2,4-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール等が挙げられる。
グリコールエーテルとしては、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、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、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールから選択されるグリコールのモノアルキルエーテルが好ましい。より好ましくは、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ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル等が挙げられる。
ベタイン化合物とは、正電荷と負電荷を同一分子内の隣り合わない位置に持ち、正電荷をもつ原子には解離しうる水素原子が結合しておらず、分子全体としては電荷を持たない化合物(分子内塩)である。好ましいベタイン化合物としては、アミノ酸のN-アルキル置換体であり、より好ましくはアミノ酸のN-トリアルキル置換体である。ベタイン化合物としては、例えば、トリメチルグリシン(「グリシンベタイン」ともいう。)、γ-ブチロベタイン、ホマリン、トリゴネリン、カルニチン、ホモセリンベタイン、バリンベタイン、リジンベタイン、オルニチンベタイン、アラニンベタイン、スタキドリンおよびグルタミン酸ベタイン等が挙げられ、好ましくは、トリメチルグリシン等が例示できる。
また、水溶性有機溶剤として、ピロリドン誘導体を用いてもよい。ピロリドン誘導体としては、例えば、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、2-ピロリドン、N-ブチル-2-ピロリドン、5-メチル-2-ピロリドン等が挙げられる。
水溶性有機溶剤は、複数種を混合して用いてもよい。また、水溶性有機溶剤が含有される場合には、その含有量は、処理液組成物の総質量に対して、例えば、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、3質量%以下であることがさらに好ましい。
1.3.2.界面活性剤
本実施形態に係る処理液組成物は、界面活性剤を含有していてもよい。界面活性剤は、処理液組成物の表面張力を低下させ、記録媒体との濡れ性を向上させるなどの機能を備える。
界面活性剤の中でも、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、およびフッ素系界面活性剤を好ましく用いることができる。これらの中でも、アセチレングリコール系界面活性剤を含有することがより好ましい。
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、例えば、サーフィノール104(HLB値=4)、104E、104H、104A、104BC、104DPM、104PA、104PG-50、104S、420、440、465、485(HLB値=17)、SE、SE-F、504、61、DF37、CT111、CT121、CT131、CT136、TG、GA、DF110D(以上全て商品名、Air Products and Chemicals. Inc.社製)、オルフィンB、Y、P、A、STG、SPC、E1004、E1010(HLB値=14)、PD-001、PD-002W、PD-003、PD-004、EXP.4001、EXP.4036、EXP.4051、AF-103、AF-104、AK-02、SK-14、AE-3(以上全て商品名、日信化学工業株式会社製)、アセチレノールE00、E00P、E40、E100(以上全て商品名、川研ファインケミカル株式会社製)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好ましく挙げられる。当該ポリシロキサン系化合物としては、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。当該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-306、BYK-307、BYK-333、BYK-341、BYK-345、BYK-346、BYK-348(以上商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製)、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、信越化学工業株式会社製)が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、フッ素変性ポリマーを用いることが好ましく、具体例としては、BYK-340(ビックケミー・ジャパン株式会社製)が挙げられる。
界面活性剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
界面活性剤の含有量の下限値は、処理液組成物の総質量(100質量%)に対して、好ましくは0.1質量%以上であり、より好ましくは0.3質量%以上であり、さらに好ましくは0.5質量%以上である。また、界面活性剤の含有量の上限値は、処理液組成物の総質量(100質量%)に対して、好ましくは10質量%以下であり、より好ましくは7質量%以下であり、さらに好ましくは5質量%以下であり、特に好ましくは2質量%以下であり、増々好ましくは1質量%以下である。
界面活性剤を選択する際には、HLB値を考慮することが好ましい。界面活性剤のHLB値の下限は、6以上が好ましく、8以上がより好ましく、10以上がさらに好ましい。また、HLB値の上限は、18以下が好ましく、16以下がより好ましく、14以下がさらに好ましい。HLB値が上記範囲であると、発色性がより向上する場合がある。
なお、本明細書におけるHLB値とは、有機概念図における無極性値(I)と有極性値(O)との比(以下、単に「I/O値」ともいう)から下記式(1)により算出された値である。
HLB値=(無極性値(I)/有極性値(O))×10・・・(1)
具体的には、I/O値は、藤田穆著、「系統的有機定性分析混合物編」、風間書房、1974年;黒木宣彦著、「染色理論化学」、槙書店、1966年;井上博夫著、「有機化合物分離法」、裳華房、1990年、の各文献に基づいて算出することができる。
1.3.3.水不溶性成分
本実施形態に係る処理液組成物は、水不溶性成分を含有していてもよい。水不溶性成分とは、水に不溶又はほとんど溶解しない成分のこといい、例えば、水不溶性の色材、水不溶性の樹脂、ワックス、水不溶性の有機溶剤、などを挙げることができる。
〔水不溶性の色材〕
水不溶性の色材としては、油溶性染料、顔料粒子などが挙げられる。油溶性染料としては、特に限定されないが、例えば、分散染料、建染染料、又は有機溶剤溶解性染料等を用いることができる。顔料粒子としては、後述するインクジェットインク組成物に含有される顔料粒子と同様のものを用いることができる。
〔水不溶性の樹脂〕
水不溶性の樹脂としては、例えば、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、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、エチレン酢酸ビニル系樹脂等からなる樹脂が挙げられる。水不溶性の樹脂は、樹脂エマルジョンや粉体等の樹脂粒子の形態として用いられることが好ましく、樹脂エマルジョンの樹脂粒子であることがより好ましい。水不溶性の樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ウレタン系樹脂とは、ウレタン結合を有する樹脂の総称である。ウレタン系樹脂には、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樹脂等を使用してもよい。
アクリル系樹脂は、少なくとも(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルなどのアクリル系単量体を1成分として重合して得られる重合体の総称であって、例えば、アクリル系単量体から得られる樹脂や、アクリル系単量体とこれ以外の単量体との共重合体などが挙げられる。例えばアクリル系単量体とビニル系単量体との共重合体であるアクリル-ビニル系樹脂などがあげられる。さらに例えば、スチレンなどのビニル系単量体との共重合体が挙げられる。
アクリル系単量体としてはアクリルアミド、アクリロニトリル等も使用可能である。アクリル系樹脂としては、市販品を用いてもよい。なお、本明細書において、アクリル系樹脂は、後述するスチレンアクリル系樹脂であってもよい。また、本明細書において、(メタ)アクリルとの表記は、アクリル及びメタクリルの少なくとも一方を意味する。
スチレンアクリル系樹脂は、スチレン単量体とアクリル系単量体とから得られる共重合体であり、スチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-α-メチルスチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-α-メチルスチレン-アクリル酸-アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。スチレンアクリル系樹脂には、市販品を用いてもよい。
ポリオレフィン系樹脂は、エチレン、プロピレン、ブチレン等のオレフィンを構造骨格に有するものであり、公知のものを適宜選択して用いることができる。オレフィン樹脂としては、市販品を用いてもよい。
本実施形態で使用し得る樹脂粒子エマルジョンの市販品の例を以下に記す。
<ウレタン系樹脂エマルジョン>
スーパーフレックス870、800、150、420、460、470、610、620、700、460s、840、E-4000(第一工業製薬社製商品名)、パーマリンUA-150(三洋化成工業株式会社製商品名)、サンキュアー2710(日本ルーブリゾール社製商品名)、NeoRez R-9660、R-9637、R-940(楠本化成株式会社製商品名)、アデカボンタイター HUX-380,290K(株式会社ADEKA製商品名)、レザミン D-1060、D-2020、D-4080、D-4200、D-6300、D-6455(大日精化工業株式会社製商品名)、タケラックW-6020、W-635、W-6061、W-605、W-635、W-6021、W-512-A-6(三井化学ポリウレタン社製商品名)。
<アクリル系樹脂エマルジョン>
ボンコート4001(DIC社製商品名)、ポリゾールAM-710、AM-920、AM-2300、AP-4735、AT-860、PSASE-4210E(昭和電工社製商品名)、サイビノールSK-200(サイデン化学社製商品名)、AE-120A(JSR社製商品名)、ビニブラン2682(日信化学工業社製商品名)、モビニール952B、718A(日本合成化学工業社製商品名)、K-854(中央理科工業社製商品名)、NipolLX852、LX874(日本ゼオン社製商品名)。
<スチレンアクリル系樹脂エマルジョン>
マイクロジェルE-1002、E-5002(日本ペイント社製商品名)、ボンコート5454(DIC社製商品名)、ポリゾールAP-7020、SAE1014(昭和電工社製商品名)、ビニブラン2586(日信化学工業社製商品名)、アローベースCB-1200、CD-1200(ユニチカ株式会社製商品名)、モビニール966A、7320、975N(日本合成化学株式会社製商品名)、ジョンクリル62J、7100、390、711、511、7001、632、741、450、840、74J、HRC-1645J、734、852、7600、775、537J、1535、PDX-7630A、352J、352D、PDX-7145、538J、7640、7641、631、790、780、7610(BASF社製商品名)。
<その他の樹脂エマルジョン>
エリーテルKA-5071S、KT-8803、KT-9204、KT-8701、KT-8904、KT-0507(ユニチカ社製商品名、ポリエステル樹脂エマルジョン)、ハイテックSN-2002(東邦化学社製商品名、ポリエステル樹脂エマルジョン)、ポリゾールSH-502(昭和電工社製商品名、酢酸ビニル樹脂エマルジョン)、ポリゾールAD-13、AD-2、AD-10、AD-96、AD-17、AD-70(昭和電工社製商品名、エチレン・酢酸ビニル樹脂エマルジョン)、ポリゾールPSASE-6010(昭和電工社製商品名、エチレン・酢酸ビニル樹脂エマルジョン)、AE373D(イーテック社製商品名、カルボキシ変性スチレン・アクリル樹脂エマルジョン)、セイカダイン1900W(大日精化工業社製商品名、エチレン・酢酸ビニル樹脂エマルジョン)、ビニブラン2886(日信化学工業社製商品名、酢酸ビニル・アクリル樹脂エマルジョン)、ビニブラン5202(日信化学工業社製商品名、酢酸アクリル樹脂エマルジョン)、NKバインダーR-5HN(新中村化学工業株式会社製商品名)、ハイドランWLS-210(DIC株式会社製商品名、非架橋性ポリウレタンエマルジョン)。
〔ワックス〕
ワックスとしては、特に限定されないが、例えば、炭化水素ワックス、及び脂肪酸と1価アルコール又は多価アルコールとの縮合物であるエステルワックスが挙げられる。炭化水素ワックスとしては、特に限定されないが、例えば、パラフィンワックス、並びに、ポリエチレンワックス及びポリプロピレンワックス等のポリオレフィンワックスが挙げられる。これらのワックスは1種類を単独で用いてもよいし、2種以上を組合せて用いてもよい。
パラフィンワックスの市販品としては、例えば、AQUACER497、及びAQUACER539(以上製品名、BYK社製)が挙げられる。
ポリオレフィンワックスの市販品としては、例えば、ケミパール S120、S650、S75N(製品名、三井化学株式会社製)、AQUACER501、AQUACER506、AQUACER513、AQUACER515、AQUACER526、AQUACER593、及びAQUACER582(製品名、BYK社製)が挙げられる。
水不溶性成分は、1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
本実施形態に係る処理液組成物は、水不溶性成分を該処理液組成物の総質量に対して1.0質量%を超えて含有しないことが好ましく、0.70質量%を超えて含有しないことがより好ましく、0.50質量%を超えて含有しないことがさらに好ましく、0.30質量%を超えて含有しないことが特に好ましく、0.10質量%を超えて含有しないことがより特に好ましく、含有しなくてもよい。水不溶性成分を含有させることで摩擦堅牢性等を向上できる傾向にあるが、塗布安定性に劣る場合がある。これに対して、本実施形態に係る処理液組成物は、水不溶性成分の含有量が上記範囲内であっても、摩擦堅牢性が良好であり、かつ、塗布安定性を良好なものとすることができる傾向にある。なお、本発明の奏する効果をより享受できる観点から、水不溶性成分が樹脂粒子であることが好ましい。
1.4.その他の成分
本実施形態に係る処理液組成物は、必要に応じて、pH調整剤、防腐剤・防かび剤、防錆剤、キレート剤、粘度調整剤、溶解助剤、酸化防止剤等を含有してもよい。
〔pH調整剤〕
pH調整剤としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロパノールアミン、モルホリン等のアミン類及びこれらの変成物;酢酸、クエン酸、フタル酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、アミノ酸等の有機酸;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩類;水酸化アンモニウム、四級アンモニウム水酸化物(テトラメチルアンモニウム)等が挙げられる。
〔防腐剤・防かび剤〕
防腐剤・防かび剤としては、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(ICI社のプロキセルCRL、プロキセルBND、プロキセルGXL、プロキセルXL-2、プロキセルTN)等が挙げられる。
〔キレート剤〕
キレート剤は、イオンを捕獲する性質を有する。そのようなキレート剤としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸塩(EDTA)や、エチレンジアミンのニトリロトリ酢酸塩、ヘキサメタリン酸塩、ピロリン酸塩、又はメタリン酸塩等が挙げられる。
1.5.製造方法
本実施形態に係る処理液組成物は、前述した成分を任意の順序で混合し、必要に応じて濾過等をして不純物を除去することにより得られる。各成分の混合方法としては、メカニカルスターラー、マグネチックスターラー等の撹拌装置を備えた容器に順次材料を添加して撹拌混合する方法が好適に用いられる。濾過方法としては、遠心濾過、フィルター濾過等を必要に応じて行なうことができる。
1.6.処理液組成物の物性
本実施形態に係る処理液組成物の物性として、pH、表面張力、粘度などを所望の範囲へと調整してもよい。
本実施形態に係る処理液組成物は、pHが7未満であることが好ましい。より好ましくはpHが6未満であり、さらに好ましくはpHが5未満であり、特に好ましくはpHが4未満である。本実施形態に係る処理液組成物とともに用いることができる後述のインクジェットインク組成物は、pHが8超で分散安定化している場合が多い。処理液組成物のpHが上記範囲であると、インクジェットインク組成物と混合したときにインクが分散不安定化しやすく、凝集が促され、インクとの反応性が良好になるため発色性がより向上する場合がある。
本実施形態に係る処理液組成物は、25℃における表面張力が10mN/m以上40mN/m以下であることが好ましく、25mN/m以上40mN/m以下であることがより好ましい。表面張力の測定は、例えば、自動表面張力計CBVP-Z(商品名、協和界面科学株式会社製)を用いて、25℃の環境下で白金プレートを処理液組成物で濡らしたときの表面張力を確認することにより測定することができる。
本実施形態に係る処理液組成物は、20℃における粘度が2mPa・s以上15mPa・s以下であることが好ましく、2mPa・s以上5mPa・s以下であることがより好ましく、2mPa・s以上3.6mPa・s以下であることがより好ましい。粘度の測定は、例えば、粘弾性試験機MCR-300(商品名、Pysica社製)を用いて、40℃または20℃の環境下での粘度を測定することができる。
1.7.用途
本実施形態に係る処理液組成物は、水系顔料インクジェットインクに用いるものであることが好ましい。なお、水系顔料インクジェットインクとしては後述するインクジェットインク組成物を好ましく適用できる。
また、本実施形態に係る処理液組成物は、布帛に塗布して用いるものであることが好ましい。布帛に対してインクで画像形成する場合には、発色性、湿潤摩擦堅牢性、風合い等において高い品質が要求される。本実施形態に係る処理液組成物によれば、布帛への画像形成に要求される、優れた発色性と優れた湿潤摩擦堅牢性を両立できるとともに、風合いについても良好とすることができる傾向にある。
布帛を構成する素材としては、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、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などが挙げられ、これらの混紡繊維であってもよい。
なお、本実施形態に係る処理液組成物に含有されるポリアミドエピハロヒドリンポリマーは、その構造中のアミド部分等が布帛の繊維の水酸基と結合して、繊維が水を含むことによる膨潤を低減できる耐水性を向上する機能や、エピハロヒドリン部分の架橋による構造強度の向上機能等を有しており、少なくとも一つの機能は布帛を構成する素材によらず作用する。したがって、布帛を構成する素材が、綿等の天然繊維であっても、またポリエステル等の合成繊維であっても、本実施形態に係る処理液組成物は優れた湿潤摩擦堅牢性向上の効果を有する。
また、本実施形態に係る処理液組成物に含有されるジメチルピラゾールブロックイソシアネートは、水酸基と結合しやすいので、布帛を構成する素材が、綿等のセルロースを含む繊維であることがより好ましく、これにより得られる画像が、優れた湿潤摩擦堅牢性を発現する。
布帛の白色度は、白色度70以上であることが好ましく、白色度80以上であることがより好ましく、白色度90以上であることがさらに好ましい。白色度とは、CIE/L表色系における、L値である。白色度は、測色機「Gretag Macbeth Spectrolino」(製品名、X-Rite社製)を用いて測定することができる。白色度が上記範囲にある布帛は、比較的白い布帛であるため、黄変が特に目立ちやすい課題を有する。しかしながら、本実施形態に係る処理液組成物は黄変し難いものであるため、このような布帛であっても、黄変の問題を生じさせないで用いることができる。
1.8.作用効果等
本実施形態の処理液組成物は、耐水化剤により、記録媒体の繊維に耐水性を付与することができ、繊維の膨潤が抑制されやすくなるとともに、インクジェットインク組成物が繊維から剥離しにくくできる。また、本実施形態の処理液組成物は、ポリアミン化合物を凝集剤としたことにより、記録媒体の繊維の表面に留まりやすくかつ溶解しにくくなるので、インクジェットインク組成物との反応をより繊維表面で生じることができる。これにより、湿潤堅牢性を維持して発色性を良好としやすい。さらに、本実施形態の処理液組成物は、インクジェットインク組成物による画像の耐光性を高めることができる。
2.インクジェットインク組成物と処理液組成物のセット
本発明の一実施形態に係るインクジェットインク組成物と処理液組成物のセットは、インクジェットインク組成物と上述の処理液組成物のセットであって、インクジェットインク組成物は、顔料粒子と樹脂粒子を含む水系顔料インクジェットインクであって、該インク組成物のpHが8超であり、体積平均粒子径が20nm以上500nm以下の粒子成分を含むものである。
なお、インクジェットインク組成物と処理液組成物のセットとは、セットに備えられるインク組成物と処理液組成物とが、セットで記録に用いられるものであればよい。つまりセットで記録に用いられるインク組成物と処理液組成物を、インクジェットインク組成物と処理液組成物のセットという。
本実施形態に係るインクジェットインク組成物と処理液組成物のセット(以下、「インク処理液セット」ともいう。)が備えるインクジェットインク組成物は、pHが8超で分散安定化している。このようなインクジェットインク組成物と上述の処理液組成物が混合した場合には、インクが分散不安定化されやすく粒子成分の凝集が促されるため、インクと処理液の反応性が良好となり発色性が特に優れる傾向にある。したがって、本実施形態に係るインク処理液セットによれば、特に優れた発色性と、優れた湿潤摩擦堅牢性とを両立することができる。
本実施形態に係るインク処理液セットが備える処理液組成物の各成分等は、上述した通りであるから説明を省略する。以下、本実施形態に係るインク処理液セットが備えるインクジェットインク組成物に含有される各成分について説明する。
3.インクジェットインク組成物
本実施形態に係るインク処理液セットが備えるインクジェットインク組成物は、顔料粒子と樹脂粒子とを含む水系顔料インクジェットインクである。
3.1.顔料粒子
顔料粒子としては、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックなどの有機顔料や、白色顔料、光輝性顔料などの特色顔料を挙げることができる。
有機顔料としては、キナクリドン系顔料、キナクリドンキノン系顔料、ジオキサン系顔料、ジオキサジン系顔料、フタロシアニン系顔料、アントラピリミジン系顔料、アンサンスロン系顔料、インダンスロン系顔料、フラバンスロン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ペリノン系顔料、キノフタロン系顔料、アントラキノン系顔料、チオインジゴ系顔料、ベンツイミダゾロン系顔料、チオインジゴ系顔料、イソインドリノン系顔料、アゾメチン系顔料、染料キレート、染色レーキ、ニトロ系顔料、ニトロソ系顔料、アニリンブラック、及び、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、アゾレーキ、キレートアゾ顔料などのアゾ系顔料、等が挙げられる。
有機顔料の具体例としては下記のものが挙げられる。
シアンインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントブルー1、2、3、15:3、15:4、16、22、60等;C.I.バットブルー4、60等が挙げられ、好ましくは、C.I.ピグメントブルー15:3、15:4、及び60からなる群から選択される単独あるいは二種類以上の混合物である。
マゼンタインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントレッド5、7、12、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、112、122、123、168、184、202、C.I.ピグメントバイオレット19等が挙げられ、好ましくはC.I.ピグメントレッド122、202、及び209、C.I.ピグメントバイオレット19からなる群から選択される単独あるいは二種類以上の混合物である。
イエローインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、12、13、14C、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、119、110、114、128、129、138、150、151、154、155、180、185、等が挙げられ、好ましくはC.I.ピグメントイエロー74、109、110、128、及び138からなる群から選択される単独あるいは二種類以上の混合物である。
オレンジインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントオレンジ36もしくは43またはこれらの混合物である。
グリーンインクに使用される顔料としては、C.I.ピグメントグリーン7もしくは36またはこれらの混合物である。
カーボンブラックの具体例としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等(C.I.ピグメントブラック7)、市販品として、No.2300、900、MCF88、No.20B、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No2200B等(商品名、三菱化学株式会社製)、カラーブラックFW1、FW2、FW2V、FW18、FW200、S150、S160、S170、プリテックス35、U、V、140U、スペシャルブラック6、5、4A、4、250等(商品名、デグサ社製)、コンダクテックスSC、ラーベン1255、5750、5250、5000、3500、1255、700等(以上全て商品名、コロンビアカーボン社製)、リガール400R、330R、660R、モグルL、モナーク700、800、880、900、1000、1100、1300、1400、エルフテックス12等(商品名、キャボット社製)が挙げられる。これらのカーボンブラックは単独あるいは二種類以上の混合物として用いてよい。
光輝性顔料としては、媒体に付着させたときに光輝性を呈しうるものであれば特に限定されないが、例えば、アルミニウム、銀、金、白金、ニッケル、クロム、錫、亜鉛、インジウム、チタン、及び銅からなる群より選択される1種又は2種以上の合金(金属顔料ともいう)の金属粒子や、パール光沢を有するパール顔料を挙げることができる。パール顔料の代表例としては、二酸化チタン被覆雲母、魚鱗箔、酸塩化ビスマス等の真珠光沢や干渉光沢を有する顔料が挙げられる。また、光輝性顔料は、水との反応を抑制するための表面処理が施されていてもよい。
また、白色顔料としては、金属酸化物、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の金属化合物が挙げられる。金属酸化物としては、例えば二酸化チタン、酸化亜鉛、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム等が挙げられる。また、白色顔料には、中空構造を有する粒子を用いてもよい。
上記顔料粒子は、1種単独でも、2種以上を併用してもよい。顔料粒子は、耐光性、耐候性、耐ガス性などの保存安定性の観点から有機顔料であることが好ましい。
顔料粒子は、インク中で安定に分散できることが好ましい。例えば、オゾン、次亜塩素酸、発煙硫酸等により、顔料粒子表面を酸化、あるいはスルホン化して顔料粒子の表面を修飾することにより、自己分散型の顔料粒子として使用してもよいし、樹脂分散剤によって分散させて使用してもよい。
樹脂分散剤としては、ポリビニルアルコール類、ポリアクリル酸、アクリル酸-アクリルニトリル共重合体、酢酸ビニル-アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-α-メチルスチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-α-メチルスチレン-アクリル酸-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-マレイン酸共重合体、スチレン-無水マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン-アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン-マレイン酸共重合体、酢酸ビニル-マレイン酸エステル共重合体、酢酸ビニル-クロトン酸共重合体、酢酸ビニル-アクリル酸共重合体等及びこれらの塩が挙げられる。
これらの中でも、疎水性官能基を有するモノマーと親水性官能基を持つモノマーとの共重合体、疎水性官能基と親水性官能基とを併せ持つモノマーからなる重合体が好ましい。共重合体の形態としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれの形態でも用いることができる。
ここで説明した樹脂分散剤は、顔料粒子の分散性を高める機能を有する。樹脂分散剤は例えば水溶性を有している。及びまたは樹脂分散剤は顔料に付着するなどして顔料粒子の周囲に存在している。
樹脂分散剤の含有割合は、分散すべき顔料粒子に応じて適宜選択することができるが、インク中の顔料粒子の含有量100質量部に対して、好ましくは5質量部以上200質量部以下、より好ましくは20質量部以上120質量部以下である。
インクにおける顔料粒子の含有量は、インクの総質量に対して、好ましくは0.3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、さらに好ましくは1~10質量%であり、特に好ましくは1.5~5質量%である。顔料粒子の含有量が上記範囲内であれば、インクジェット記録装置のノズル詰まり等が発生しにくく、色濃度を十分に満足できる。また、顔料粒子の含有量が上記範囲以上であれば、さらに発色性に優れた画像を形成しやすい。
3.2.樹脂粒子
樹脂粒子としては、上述の処理液組成物に含有してもよい水不溶性成分における樹脂粒子と同様のものを使用できる。
3.3.粒子成分の物性
インクジェットインク組成物に含まれる、上述した顔料粒子や樹脂粒子などの粒子成分の体積平均粒子径は、20~500nmである。
粒子成分の体積基準の平均粒子径(D50)(「体積平均粒子径」ともいう。)(インク混合前)は、20nm以上であり、50nm以上であることが好ましく、80nm以上であることがより好ましく、110nm以上であることがさらに好ましく、150nm以上であることが特に好ましい。また、粒子成分の体積平均粒子径は、500nm以下であり、400nm以下であることが好ましく、300nm以下であることがより好ましく、250nm以下であることがさらに好ましく、200nm以下であることが特に好ましい。体積平均粒子径がこの範囲であれば、入手しやすい点や、特性を好ましいものにし易い。また粒子成分の体積平均粒子径が前記範囲であれば、粒子成分が沈降しにくく、分散安定性を良好にすることができ、また、インクジェット記録装置に適用した際にノズルの目詰まり等を生じにくくすることができる傾向にある。
粒子成分の体積平均粒子径は、レーザー回折散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置により測定することができる。粒度分布測定装置としては、例えば、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」日機装株式会社製)が挙げられる。
粒子成分の含有量は、インクジェットインク組成物の総質量に対して、固形分として、0.2質量%以上40質量%以下、好ましくは2質量%以上30質量%以下、より好ましくは4質量%以上20質量%以下であり、さらに好ましくは6質量%以上15質量%以下である。
インクジェットインク組成物に含まれる、上述した顔料粒子や樹脂粒子などの粒子成分は、アニオン性を有することが好ましい。上述の処理液組成物には、カチオン性のポリマーである、ポリアミドエピハロヒドリンポリマーや特定の第4級アンモニウム塩ポリマーが含有される。したがって、インクの顔料粒子や樹脂粒子などの粒子成分がアニオン性を有するものであると、処理液組成物とインクが混合した際に凝集反応が効果的に起こり、より優れた発色性を得ることができる傾向にある。
アニオン性を有する顔料粒子としては、アニオン性基を有する分散剤が表面に存在する顔料を好適に例示でき、アニオン性基を有する分散剤としては、アニオン性基として-COOや-SO を有する分散剤を挙げることができる。
アニオン性を有する樹脂粒子としては、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樹脂粒子を挙げることができ、アニオン性のウレタン系樹脂であることが好ましい。上述したウレタン系樹脂の市販品のうち、アニオン性のウレタン系樹脂としては、第一工業製薬(株)製のスーパーフレックス460、460s、840等;三井化学ポリウレタン(株)製のタケラックWS-5000、WS-6021、W-512-A-6等が挙げられる。
3.4.水
本実施形態に係るインク処理液セットが備えるインクジェットインク組成物は、水系顔料インクジェットインクであり、水を含有するものである。「水系」とは、水を主たる溶媒として含有することをいう。水としては、上述した処理液組成物に含有され得るものと同様である。
水の含有量としては、特に限定されるものではないが、インクジェットインク組成物の総質量に対して、例えば、40質量%以上であることができ、さらには50質量%以上であることができ、60質量%以上であることができる。また、インクジェットインク組成物に含まれる水の含有量の上限は、90質量%以下であることができ、80質量%以下であることができ、70質量%以下であることができる。
3.5.有機溶剤
本実施形態に係るインク処理液セットが備えるインクジェットインク組成物は、有機溶剤を含有していてもよい。有機溶剤としては、水溶性有機溶剤であることが好ましい。このような水溶性有機溶剤は、上述した処理液組成物に含有され得るものと同様とすることができる。
水溶性有機溶剤が含有される場合には、その含有量は、インクジェットインク組成物の総質量に対して、30質量%以下であることが好ましく、25質量%以下であることがより好ましく、20質量%以下であることがさらに好ましい。また、水溶性有機溶剤の含有量は、インクジェットインク組成物の総質量に対して、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、15質量%以上であることがさらに好ましい。
3.6.界面活性剤
本実施形態に係るインク処理液セットが備えるインクジェットインク組成物は、界面活性剤を含有していてもよい。界面活性剤としては、上述した処理液組成物に含有され得るものと同様とすることができ、その含有量についても同様とすることができる。
3.7.その他の成分
本実施形態に係るインク処理液セットが備えるインクジェットインク組成物は、必要に応じて、ワックス、pH調整剤、防腐剤・防かび剤、防錆剤、キレート剤、粘度調整剤、溶解助剤、酸化防止剤等を含有してもよい。これらの成分については、上述の処理液組成物に含有され得るものと同様であるため説明を省略する。
3.8.製造方法
本実施形態に係るインク処理液セットが備えるインクジェットインク組成物は、前述した成分を任意の順序で混合し、必要に応じて濾過等をして不純物を除去することにより得られる。各成分の混合方法としては、メカニカルスターラー、マグネチックスターラー等の撹拌装置を備えた容器に順次材料を添加して撹拌混合する方法が好適に用いられる。濾過方法としては、遠心濾過、フィルター濾過等を必要に応じて行なうことができる。
3.9.インクジェットインク組成物の物性
本実施形態に係るインク処理液セットが備えるインクジェットインク組成物の物性として、pH、表面張力、粘度などを所望の範囲へと調整してもよい。
インクジェットインク組成物は、pHが8超である。好ましくはpHが9超であり、より好ましくはpHが10超であり、さらに好ましくはpHが11超である。インクジェットインク組成物のpHが上記範囲であると、処理液組成物と混合した際にインクが分散不安定化されやすく、粒子成分の凝集が促され発色性がより向上する傾向にある。
表面張力や粘度などの物性は、上述の処理液組成物と同様とすることができる。
4.処理方法
本発明の一実施形態に係る処理方法は、
上述の処理液組成物を布帛に付着させる付着工程と、
前記処理液組成物が付着した前記布帛を加熱する加熱工程と、を備え、
前記加熱工程における前記布帛の表面温度が100℃以上である。
本実施形態に係る処理方法は、上述の処理液組成物が付着した布帛に対して、その表面温度が100℃以上となるように加熱する工程を含む処理を行うものであり、当該処理方法を施すことで、優れた発色性と優れた湿潤摩擦堅牢性を両立することができる。
以下、本実施形態に係る処理方法の各工程について説明する。
4.1.付着工程
本実施形態に係る処理方法は、上述の処理液組成物を布帛に付着させる付着工程を備える。処理液組成物および布帛については、上述した通りであるから説明を省略する。
処理液組成物の布帛への付着方法(塗工方法)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(浸漬塗布)、処理液組成物をロールコーター等で塗布する方法(ローラー塗布)、処理液組成物をスプレー装置等によって噴射する方法(スプレー塗布)、処理液組成物をインクジェット法により噴射する方法(インクジェット塗布)等が挙げられ、いずれの方法も使用してもよい。処理液組成物の塗工をインクジェット塗布で行うと、布帛に処理液組成物を均一に付着させる制御が容易になる点で好ましい。また、処理液組成物を浸漬塗布やスプレー塗布で行うと処理液組成物の布帛への塗工が短時間で実施できる点で好ましい。
処理液組成物の塗布量としては、布帛の単位面積当たり50~200g/mであることが好ましく、70~170g/mであることがより好ましく、90~140g/mであることがさらに好ましく、100~120g/mであることが特に好ましい。処理液組成物の塗布量が上記範囲内であると、本発明の奏する効果をより享受しやすい場合がある。
4.2.加熱工程
本実施形態に係る処理方法は、上記付着工程の後に、処理液組成物が付着した布帛を加熱する加熱工程を備える。その加熱方法は、特に限定されるものではないが、例えば、対流熱乾燥法、輻射熱乾燥法、伝導熱乾燥法、などが挙げられる。また、加熱時に用いる熱源としては、可燃性ガスの燃焼バーナー、カーボンヒーター/セラミックヒーター/ハロゲンランプや赤外線ランプから発生する熱を用いることが出来る。
加熱工程における布帛の表面温度の下限値は、40℃以上であることが好ましく、80℃以上であることがより好ましく、100℃以上であることがさらに好ましい。また、加熱工程における布帛の表面温度の上限値は、180℃以下とすることが好ましい。加熱温度を180℃以下とすることにより、加熱乾燥時に布帛が受ける熱ストレスによるダメージを抑制することができる。また、加熱温度を下限値以上とすることにより、処理液組成物に含まれる水分や溶剤などを効率良く蒸発させて処理布帛が乾燥することを促すことが出来る。さらに、布帛を構成する素材に綿が含まれる場合には、加熱温度を100℃以上とすることにより、処理液組成物に含まれるポリアミドエピハロヒドリンポリマーによる木綿布帛におけるセルロース繊維との架橋反応を促進できる。
この処理液組成物によれば、インクジェットインク組成物により画像を記録する際の記録媒体の前処理に用いることで、少なくとも湿潤摩擦堅牢性、発色性及び耐光性の良好な画像を得ることができる。
5.実施例及び比較例
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。以下「%」は、特に記載のない限り、質量基準である。
5.1.処理液組成物の調製
下記の表1~表4に示す含有量で各成分を混合し、室温にて2時間攪拌した後、孔径5μmのメンブランフィルターを用いて濾過することで、各処理液組成物を得た。なお、下記の表1~表4中に示す組成の含有量の単位は質量%である。
5.2.インクジェットインク組成物の調製
下記の黒インクの組成例に示す含有量で各成分を混合し、室温にて2時間攪拌した後、孔径5μmのメンブランフィルターを用いて濾過することで、インクジェットインク組成物(黒インク)を得た。なお、下記の黒インクの組成例において、顔料の含有量は顔料固形分量であり、樹脂エマルジョンの含有量は樹脂固形分量である。また、インクジェットインク組成物の調製に用いたカーボンブラック顔料は、事前に水溶性のスチレンアクリル系樹脂である顔料分散剤(下記の組成例に記載していない)と1:1(顔料:顔料分散剤)の質量比で水に混合して、充分に攪拌して黒顔料分散体としたものを用いた。
〔黒インクの組成例〕
黒顔料分散体:カーボンブラック顔料 5質量%
樹脂エマルジョン:WS6021 6質量%
グリセリン 6質量%
トリメチロールプロパン 8質量%
トリエチレングリコール 5質量%
EDTA 0.1質量%
無機アルカリ:KOH 0.1質量%
界面活性剤:オルフィンE1010 1質量%
界面活性剤:サーフィノール104 0.5質量%
純水 68.3質量%
上記黒インクについて、説明を補足する。
・カーボンブラック顔料:C.I.ピグメントブラック7
・WS6021:タケラックWS-6021、三井化学社製商品名、固形分30質量%、ウレタン樹脂
・EDTA:エチレンジアミン四酢酸、金属キレート化剤
・オルフィンE1010:日信化学工業株式会社製商品名、アセチレングリコール系界面活性剤、HLB=14
・サーフィノール104: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=4
上記黒インクのpHは8超であった。なお、pHの測定は、卓上pHメーターF-72型(堀場製作所製)を用いて、電極部分をインクジェットインク組成物に浸すことで行った。
5.3 記録媒体
記録媒体としては、以下の布帛を用いた。
〔木綿布帛〕
繊維:綿
型:タフタ
組成:綿100%
重量:8.04~8.55(g/m
規格寸法:145~150(cm)
製造会社:A.FERRARIO
白色度L値:91.5
なお、布帛のL値は、測色機「Gretag Macbeth Spectrolino」(製品名、X-Rite社製)を用いて測定した。
Figure 2023120631000001
Figure 2023120631000002
Figure 2023120631000003
Figure 2023120631000004
上記表1及び表2の記載について、説明を補足する。
<組成分>
ポリアミドエピハロヒドリンポリマー、第4級アンモニウム塩ポリマー、樹脂粒子、界面活性剤及び防腐剤についての説明の補足は以下のとおりである。
〔耐水化剤〕
〔ポリアミドエピハロヒドリンポリマー〕
・ポリアミド・エピクロロヒドリンポリマー:「WS4020」、星光PMC社製
・ポリアミドポリアミン・エピクロロヒドリンポリマー:「AF-255」、荒川化学工業社製
・ジメチルアミン・エチレンジアミン・エピクロルヒドリン重縮合物:「PE-30」、四日市合成社製
〔MEKOブロックドイソシアネート〕
・メチルエチルケトキシム:HUNTSMAN社製、PHOBOL_XAN
〔DMPブロックドイソシアネート〕
・ジメチルピラゾールブロックイソシアネート:Fixer#200、株式会社村山化学研究所製
・ジメチルピラゾールブロックイソシアネート:NK ASSIST NY-30、日華化学株式会社製
〔カチオンポリマー〕
・第四級アンモニウム塩ポリマーB:「PAS-J-81」、ニットーボーメディカル社製、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、平均分子量180,000
・変性ポリアミン系化合物:「DK6810」、星光PMC株式会社製
・ポリアミン系化合物:「ジェットフィックスN700」、里田化工株式会社製
・ポリアミン系化合物:「ジェットフィックス220」、里田化工株式会社製
〔界面活性剤〕
・アセチレングリコール:商品名「サーフィノール485」、日信化学工業社製、HLB=17
〔防腐剤〕
・プロキセル XL2:Lonza社製商品名
<処理条件>
前処理液組成物(処理液組成物)の塗布後の乾燥温度、及び、インク印捺後の乾燥温度は、コンベア乾燥炉「Economax D」(M&R社商品名)を用いて加熱乾燥処理を施した際の、布帛の表面温度を表中に記載した。
<評価項目>
スプレー塗布安定性の評価試験は、スプレーイングシステムズ社製の「1008スプレーコントローラー」とフラットスプレーパターンを生成する二流体ノズルの組合せにより行った。
また、pHの測定は、卓上pHメーターF-72型(堀場製作所製)を用いて、電極部分を処理液組成物に浸すことで行った。
5.4.評価方法
評価試験として、スプレー塗布安定性、発色性、摩擦堅牢性、風合い及び耐光性について評価を行った。その評価方法は以下のとおりである。
5.4.1.スプレー塗布安定性(二流体ノズル)
スプレーイングシステムズ社製の「1008スプレーコントローラー」とフラットスプレーパターンを生成する二流体ノズルの組合せによって、上記で得られた各処理液組成物を単位面積当たり110g/mの塗布量に調整して、上記「4.3.記録媒体」に記載の布帛表面に均一に塗布する。その際、処理液組成物の塗布処理時間内に消費する塗布重量変化をモニターして、ノズル詰まりなく所定の消費量が塗布できていることをスプレー塗布安定性として評価した。スプレー塗布安定性の判定を以下の通りとした。
(判定基準)
A:初期設定値に対して、塗布終了時の塗布重量変化率が±10%未満である。
B:初期設定値に対して、塗布終了時の塗布重量変化率が±10%以上、20%未満である。
C:初期設定値に対して、塗布終了時の塗布重量変化率が±20%以上である。
5.4.2.発色性(黒インク_100%Duty)
上記方法で処理液組成物が塗布された布帛を、コンベア乾燥炉「Economax D」(M&R社製)を用いて、表中に記載の乾燥温度にて7分間加熱乾燥処理を施し、布帛の処理を完了させた。当該布帛に対して、インクジェットプリンター(製品名「PX-G930」、セイコーエプソン株式会社製)を用いたインクジェット法により、上記のように調製したインクジェットインク組成物を付着させて画像を印捺した。印捺パターン(画像)は、1440×720dpiの解像度、印刷範囲は210mm×297mmとし、ベタ画像を印刷した。
ここで、「ベタ画像」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。
インクジェットインク組成物が付着した布帛に対して、コンベア乾燥炉「Economax D」(M&R社製)を用いて、160℃で5分間加熱乾燥処理を施し、25℃に戻して捺染物を得た。印捺布について、蛍光分光濃度計(「FD-7」、コニカミノルタ社製)を用いて画像の光学濃度(以下、「OD値」ともいう。)を測定し発色性を評価した。判定を以下の通りとした。
(判定基準)
AA:OD値が1.5以上。(特に良好)
A:OD値が1.4以上1.5未満。(良好)
B:OD値が1.25以上1.4未満。
D:OD値が1.25未満。
5.4.3.摩擦堅牢性(変退色)
上記の方法によりDuty100%で印捺した布帛について、ISO105-X12に準拠した試験方法で乾式及び湿式による耐擦性を試験し、以下の基準で判定した。湿式及び乾式による耐擦性を、耐擦試験前後の変退色によるOD値差として、以下の基準で判定した。
(乾燥摩擦強度の判定基準)
AA:耐擦試験前後のOD値差が0.15未満である。(極めて良好)
A:耐擦試験前後のOD値差が0.15以上、0.20未満である。(良好)
B:耐擦試験前後のOD値差が0.20以上、0.25未満である。
C:耐擦試験前後のOD値差が0.25以上である。
(湿潤摩擦強度の判定基準)
AA:耐擦試験前後のOD値差が0.20未満である。(極めて良好)
A:耐擦試験前後のOD値差が0.20以上、0.25未満である。(良好)
B:耐擦試験前後のOD値差が0.25以上、0.30未満である。
D:耐擦試験前後のOD値差が0.30以上である。
5.4.4.風合い(せん断剛性)
上記の方法によりDuty100%で印捺した布帛について、カトーテック社製引張りせん断試験機:KES-FB1-Aを用いて布帛のせん断剛性を評価した。風合いをせん断剛性の値を用いて、以下の基準で判定した。
(判定基準)
AA:せん断剛性が、6.0gf/cm・deg未満である。
A:せん断剛性が、6.0gf/cm・deg以上、8.0gf/cm・deg未満である。
B:せん断剛性が、8.0gf/cm・deg以上、10.0gf/cm・deg未満である。
D:せん断剛性が、10.0gf/cm・deg以上である。
5.4.5.耐光性(黄変)
処理液組成物を「4.4.2.発色性(黒インク_100%Duty)」に記載の条件で塗布・乾燥した布帛について、スガ試験機製キセノンウェザーメーター:XL75sを用いて20MJ/mの累積放射照度のキセノン光を照射した。前記照射前後の前処理布帛について、蛍光分光濃度計(「FD-7」、コニカミノルタ社製)を用いて布帛の変色の程度を色差ΔEabとして導出した。なお、評価に用いる布帛は、上記「4.3 記録媒体」に記載の白色木綿であり、L値が91.5を示すものである。耐光性を色差の値を用いて、以下の基準で判定した。
(判定基準)
A:色差が、2.0未満である。
B:色差が、2.0以上、4.0未満である。
D:色差が、4.0以上である。
5.5 評価結果
上記の表1~表4に評価結果を示す。
各実施例及び各比較例の対比より、本実施形態に係る処理液組成物、インクジェットインク組成物と処理液組成物のセット、記録方法によれば、優れた発色性と優れた湿潤摩擦堅牢性を両立できることがわかる。
より詳細には、実施例の処理液組成物によれば、耐水化剤による湿潤摩擦堅牢性及び/又は耐水性の向上効果、及び、凝集剤による発色性と堅牢性とを両立する効果により、湿潤摩擦堅牢性及び発色性の良好な画像を得ることができる。
上記処理液組成物において、
布帛に塗布して用いてもよい。
上記処理液組成物において、
前記布帛のL*値が、90以上であってもよい。
この処理液組成物によれば、黄変の目立ちやすい布帛に対しても黄変が抑制された記録物を得ることができる。
上記処理液組成物において、
前記処理液組成物のpHが、7未満であってもよい。
この処理液組成物によれば、インクジェットインク組成物との反応性がより良好となり、インクジェットインク組成物と処理液組成物とが接触した際に、インク中の成分の分散の不安定化及び凝集をより促進しやすく、摩擦堅牢性及び/又は発色性のさらに優れた画像を形成できる。
インクセットは、
インクジェットインク組成物と、上記いずれかの処理液組成物とのセットであって、
前記インクジェットインク組成物は、顔料粒子と樹脂粒子を含む水系顔料インクジェットインクであって、該インク組成物のpHが8超であり、体積平均粒子径が20nm以上500nm以下の粒子成分を含む。
このインクセットによれば、上記処理液組成物を用いるので、優れた発色性と、優れた湿潤摩擦堅牢性とを両立した画像を得ることができる。
上記インクセットにおいて、
前記粒子成分がアニオン性を有してもよい。
このインクセットによれば、インクジェットインク組成物中の顔料粒子や樹脂粒子などの粒子成分が、アニオン性を有するので、処理液組成物とインクが混合した際に、処理液組成物中の耐水化剤により凝集反応がさらに効率よく生じ、より優れた発色性の画像を得ることができる。
処理方法は、
上記いずれかの処理液組成物を布帛に付着させる付着工程と、
前記処理液組成物が付着した前記布帛を加熱する加熱工程と、を備え、
前記加熱工程における前記布帛の表面温度が100℃以上である。
この処理方法によれば、処理液組成物に含まれる水分や溶剤などを効率良く蒸発させて処理布帛が乾燥できる。さらに、布帛を構成する素材に綿が含まれる場合には、加熱温度を100℃以上とすることにより、処理液組成物に含まれる耐水化剤による木綿布帛におけるセルロース繊維との架橋反応を促進できる。
上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態及び各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
上述した実施形態及び変形例から以下の内容が導き出される。
処理液組成物は、
ポリアミドエピハロヒドリンポリマー、及び、ジメチルピラゾールブロックイソシアネートから選択される耐水化剤と、
ポリアミン化合物と、を含有する。
この処理液組成物によれば、インクジェットインク組成物により画像を記録する際の記録媒体の前処理に用いることで、少なくとも湿潤摩擦堅牢性、発色性及び耐光性の良好な画像を得ることができる。
より詳細には、この処理液組成物によれば、耐水化剤による湿潤摩擦堅牢性及び/又は耐水性の向上効果、及び、凝集剤による発色性と堅牢性とを両立する効果により、湿潤摩擦堅牢性及び発色性の良好な画像を得ることができる。
上記処理液組成物において、
布帛に塗布して用いてもよい。
上記処理液組成物において、
前記布帛のL*値が、90以上であってもよい。
この処理液組成物によれば、黄変の目立ちやすい布帛に対しても黄変が抑制された記録物を得ることができる。
上記処理液組成物において、
前記処理液組成物のpHが、7未満であってもよい。
この処理液組成物によれば、インクジェットインク組成物との反応性がより良好となり、インクジェットインク組成物と処理液組成物とが接触した際に、インク中の成分の分散の不安定化及び凝集をより促進しやすく、摩擦堅牢性及び/又は発色性のさらに優れた画像を形成できる。
インクセットは、
インクジェットインク組成物と、上記いずれかの処理液組成物とのセットであって、
前記インクジェットインク組成物は、顔料粒子と樹脂粒子を含む水系顔料インクジェットインクであって、該インク組成物のpHが8超であり、体積平均粒子径が20nm以上500nm以下の粒子成分を含む。
このインクセットによれば、上記処理液組成物を用いるので、優れた発色性と、優れた湿潤摩擦堅牢性とを両立した画像を得ることができる。
上記インクセットにおいて、
前記粒子成分がアニオン性を有してもよい。
このインクセットによれば、インクジェットインク組成物中の顔料粒子や樹脂粒子などの粒子成分が、アニオン性を有するので、処理液組成物とインクが混合した際に、処理液組成物中の耐水化剤により凝集反応がさらに効率よく生じ、より優れた発色性の画像を得ることができる。
処理方法は、
上記いずれかの処理液組成物を布帛に付着させる付着工程と、
前記処理液組成物が付着した前記布帛を加熱する加熱工程と、を備え、
前記加熱工程における前記布帛の表面温度が100℃以上である。
この処理方法によれば、処理液組成物に含まれる水分や溶剤などを効率良く蒸発させて処理布帛が乾燥できる。さらに、布帛を構成する素材に綿が含まれる場合には、加熱温度を100℃以上とすることにより、処理液組成物に含まれる耐水化剤による木綿布帛におけるセルロース繊維との架橋反応を促進できる。

Claims (7)

  1. ポリアミドエピハロヒドリンポリマー、及び、ジメチルピラゾールブロックイソシアネートから選択される耐水化剤と、
    ポリアミン化合物と、
    を含有する、処理液組成物。
  2. 請求項1において、
    布帛に塗布して用いる、処理液組成物。
  3. 請求項1又は請求項2において、
    前記布帛のL*値が、90以上である、処理液組成物。
  4. 請求項1ないし請求項3のいずれか一項において、
    前記処理液組成物のpHが、7未満である、処理液組成物。
  5. インクジェットインク組成物と、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の処理液組成物とのセットであって、
    前記インクジェットインク組成物は、顔料粒子と樹脂粒子を含む水系顔料インクジェットインクであって、該インク組成物のpHが8超であり、体積平均粒子径が20nm以上500nm以下の粒子成分を含む、
    インクジェットインク組成物と処理液組成物のセット。
  6. 請求項5において、
    前記粒子成分がアニオン性を有する、インクジェットインク組成物と処理液組成物のセット。
  7. 請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の処理液組成物を布帛に付着させる付着工程と、
    前記処理液組成物が付着した前記布帛を加熱する加熱工程と、を備え、
    前記加熱工程における前記布帛の表面温度が100℃以上である、処理方法。
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