JP2787449B2

JP2787449B2 - 染色方法

Info

Publication number: JP2787449B2
Application number: JP63214844A
Authority: JP
Inventors: 義博金谷; 文寿武田; 孝男酒井
Original assignee: SEEREN KK
Current assignee: SEEREN KK
Priority date: 1988-08-31
Filing date: 1988-08-31
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: JPH0268372A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はインクジェット印刷原理を用いた布はく染色
に関するものである。詳しくはインクジエット印刷原理
による布はく染色を施す時、布はく上のインクの流動を
阻止する、インクの残留率を高める、もって布はくへの
色素固定を向上せしめる方法に関するものである。

（従来技術と問題点）ファッションが多様化している今日、多品種少量生産
の要求が著しく強く従来の捺染方法は複雑な工程を有
し、多大な費用と時間を要するために多品種少量生産の
要求には適応し難い傾向が一層顕著になっている。すな
わち布はくに図柄を染色するいわゆる捺染法は、古い歴
史を経てスクリーン捺染、ローラー捺染、転写捺染と区
別されるようになった。

スクリーン捺染はいわゆる謄写版印刷にみる如き型枠
に張れた紗（これには絹、ナイロン、ポリエステルなど
がある）と呼ばれる布目の小さな薄い織物が張られ用い
られる。これをフラットスクリーン捺染と言う。

一方紗の代りに小さな穴のあいた金属膜を用い円筒状
にして用いられる。これをロータリースクリーン捺染と
言う。両者に共通する点は均一な穴を有するスクリーン
を使用することにあり、この１個の穴が図柄の最小単位
となりここを印刷ペーストが通過する。従って点状の印
刷が線で連がればラインを形成し、面で連がれば場を形
成する訳である。

この方式に於ては１枚（あるいは１個）のスクリーン
で１色の印刷ペーストしか使用できず、もし８色の表現
を欲する場合には８枚（あるいは８個）のスクリーンを
必要とする。

ローラー捺染は銅ロール上にエッチング法で図柄を刻
印し、その中に印刷ペーストを満たしてこれを布はく上
に写しかえる原理に基づく。この方式も一本のロールで
１色の印刷ペーストしか使用できず表現しようとする色
数のロールを必要とする。

転写捺染は印刷ペーストを直接スクリーンもしくはロ
ールを介して布はく上に写す方法でなく、転写紙といわ
れる紙上に印刷法もしくは捺染法で印刷ペーストを含む
図柄を写しとり、これを布はくにもう一度写しかえるい
わゆる写し絵方式を原理としている。

この方式は捺染法としては一見簡単に見えるが、転写
紙製造工程は全く従来の長い工程を必要とする事には変
わりない。

この様に捺染はデザイン彫刻捺染糊（印刷ペー
スト）生地等が総合して出来上がる図柄の製造技術で
あるわけで、この４つの準備には多大な費用と時間をあ
まりにも要しすぎる。

また捺染された図柄は芸術的、工芸的要素が強く本生
産前に小片試験にて本生産と同一布はく上に再現し、デ
ザイン及び配色をどうすべきか検討するのが一般的であ
る。従って本生産になるか未定であっても先にあげた４
つの準備は一度されなければならない。ここで小片試験
の段階でデザイナーが構想に合わないと判断した場合
は、本生産は中止となり全ての準備は流れ去る。この様
な問題点を解決するためにコンピューターグラフイック
と言われる画像処理とインクジェット印刷の組合わせ技
術の応用が注目されている。

この方式は紙の記録、印刷分野で発展したものであ
り、この概念を布はくに応用し従来の捺染法をこれに置
き換える事が可能かもしれないと多くの試みがなされ既
にかなりの提案がなされている。しかしながら、これら
の提案は紙で確立されたインクジエットインク、インク
ジエット装置を用い、従来の確立された捺染技術のうわ
べを模倣する領域から脱しておらず布はくの捺染技術を
熟知する者から見れば、これらの提案技術は何れも多く
の問題を有しており、布はくの特性に合った技術は未だ
提案されていないと言える。

本発明の目的は布はくの捺染技術とインクジェット印
刷技術の差を明確にしながら布はくの捺染に対して顕著
な効果を示すインクジェット印刷技術を提案することに
ある。このためには紙／印刷と、布はく／捺染の差を明
白にしておく必要がある。

１）組織紙も布はくも最小単位は微細な繊維状物質であること
は共通しているが、前者はこれを無秩序に絡ませて抄紙
したものであり構造的には無秩序であることが特徴であ
る。後者は一定の秩序に（いわゆる繊維長さ方向に）従
って絡ませたり集束させたりした上、さらにこれらを
経、緯糸として織組織に従って織ったものであり、又は
編組織に従って編んだものであり構造的には秩序あるこ
とが特徴である。

２）表面形状紙は文字を書いたり図柄を印刷する目的のためにその
表面は凹凸がなく、空白がなく平滑であるのが一般的で
ある。

一方布はくは、先に示した様に各種の糸を用いて一定
の織編組織に従って作られるのでその表面は凹凸があ
り、空白があり、平滑でないのが一般的である。

３）着色法紙は文字、図柄を印刷する目的で各種の色素が用いら
れるが、これらの色素は紙の表面に付着させビヒクルで
留める手法をとる。布はくは色、図柄をつけるためにや
はり各種の色素を用いるが、これらの色素は布はくの化
学的構造によって使い分けられ布はくを構成する繊維内
部まで浸透させ、固着せしめる手法をとる。この両者の
違いは紙は濡らすことはないことを前提とし、布はくは
濡らすことを前提にしているためである。又色素はそれ
ぞれ分子構造が解明されているが、これら色素が単分子
状である状態で真の色相であるのに対し集合状態になる
と色が鈍化する。これは紙の場合の様にただ付着させる
場合あまり色素濃度を高めることの集合が起こり色の鈍
化がおこる。このため色素濃度を集合状態以上に設定で
きない。

一方、布はくの場合には色素を固着させるために高
温、高圧を用いさらに化学反応作用も併用し、例え集合
状態で用いても最終的に単分子状になされる。このため
色素濃度は色素の溶解度が許す限り集合状態を無視して
高め使用することは可能となる。

着色法をさらに深く見極めると、紙の場合は紙の表面
に付着させたものが百パーセント効果に働くが、布はく
の場合は布はく表面に付着させた後染着させる手段とし
ての乾熱〜湿熱処理及び洗浄がある為、、実質繊維の表
面〜内部に強固に染着した色素のみが残留し、他は繊維
上から脱落することになる。この様に布はくに於ては色
素が繊維の内部に移動する、集束する糸全体に分配され
る、残留率等の理由で、紙と対比しがたい低い濃度とな
る訳である。

この様に紙と布はくへの印刷／捺染には差があること
を明きらかにしたが、布はくへのインクジェット印刷は
紙のインクジェット印刷レベルで満足できず、従来の捺
染と同様レベルを全てに満たす様にすべきであることは
言うまでもない。次いで布はくへのインクジェツト印刷
の概要を説明しその問題点を浮きぼりにする。

布はくへのインクジエット印刷は色素を含有する液体
すなわちインクを粒状にしたものを被印刷物である布は
くに吹き付けて色素を仮固定する。この時１個の粒子が
最小の印刷単位であり、この粒子を球形とみなせばその
径は10ミクロンから300ミクロンになる様にする。この
径が小さければ当然被染体上にしめる被覆面積は小さく
多く打点しなければならない。しかし細いラインや点の
図柄が得られる利点があるが逆に大きくなればこの逆の
ことが起こる。仮に粒子の液体を水滴体と考えると20ミ
クロン径では１個の粒子は4.19×10^-9g、60ミクロン径
では1.13×10^-7gとなる。この粒子の中に色素が溶解さ
れておりその粒子重量に比例した濃度を有する。

例えば全面に均一に打点したとすると1cm²当たり20ミ
クロンでは6.2万粒、60ミクロンでは1.6万粒を要する。
これらの粒子は7000〜150000粒／分の速度で打ち出され
る。従って付与量は粒子の大きさ×打点数で与えられ被
染体上の色素濃度は１個の粒子中に含まれる色素濃度、
粒子の大きさ、打点数の３者で決定されることは明白で
ある。

インクジエット印刷における最小の印刷単位は１個の
小さな粒子である事を説明した。これらのインクは最低
でも４色（この場合イエロー、レツド、ブルー、ブラッ
ク、）のインクツボに納められ各々がノズルを介して打
点される。例えばグリーンを表現する場合にはイエロー
インクとブルーインクが、１対２の割合にカウントされ
打点される。この打点は両者が重なって打点される場合
と分離して打点される場合がある。特に後者の場合打点
された粒の布はく上での面積が大きくそして分離してい
ると混合色としてみえなくなる。この打点法は人間の眼
の視覚現象を応用しているものであり、この様な混色は
併置加法混色と言われている。

インクジェット印刷は表現にこの様な混色法をとって
いるのでインクツボの色素濃度を確かめると碓氷淡い色
相を表現するには打点数が極度に減少し分離した打点と
なることは当然であり、要求される色相、濃度に適した
インクツボの色素濃度に調整する必要がある。

以上の事は混合して色表現する場合の問題点の一つを
説明したものであるが、布はくにインクジエット印刷を
応用して従来の捺染に置き換えるには色素濃度が最大ポ
イントとなる。なんとなれば色表現のポイントは先に上
げた色相とここで言う濃度にあるからである。

要求された色相が得られても濃度が10分の１〜５分の
１ではその価値はない。全ての要求される濃度が再現で
きるべきだ。一方、１個の粒子中の溶解色素量が多けれ
ば被染体に要求される濃度に対して打点されるインク量
は少なくてすみ、にじみが小さくなることが期待される
事は明白である。ここで布はくにおけるにじみについて
説明を加えておかなければならない。

紙においてもにじみは最大の品質チエッツクポイント
であるが、布はくにおいてもそうである。しかし、布は
くのにじみは紙の様にシビアでない。布はくは先述の様
に組織、表面的要素で紙より不利な点があるが従来の捺
染技術にみる如くにじみ対策は各繊維、各組織に対し適
正なる対策が実施されていることからみても、にじみは
それほど強調すべき問題とならない。

しかし、にじみ発生の場合にはにじみの発生原因を明
らかにしてインク側からの改良、被染体側からの改良、
印刷、固着側からの改良等適切な処置は必要であること
は言うまでもない。先述の様に濃度の薄いインクを使用
する故に粒子の大きさ、打点数を多くすることによつて
液体量が増える事によつてにじみが起こりやすくなるこ
とは当然であるが、濃度の濃いインクを使用すれば直ち
に解決できるものである。

従って布はくインクジエット印刷における最大のポイ
ントは、インク中における色素濃度をいかに高めること
が出来るかにあることに帰するが、残留率をいかに高め
るかも重要なことである。

インクジエット印刷を紙に応用する場合、にじみを回
避する為に紙の組織、厚み、添加物、表面コート剤など
を特に吟味したものを指定し、用いるのが通例であり、
布はくも先述の様に紙とは、多くの点で異なるが、紙同
様の原理に従う処理がなされる。

紙と布はくの違いは、紙は硬さをもち何等、支持体も
なくインクジエット印刷がなされるが、布はくは柔らか
くインクジエット印刷による圧力で布はくが動き、印刷
場所の固定化ができず、また布はくの間隙をインクが通
過して布はく上でインク残留が小さくなると言う問題点
を有する。この為布はくをゴム板上、樹脂板上、フイル
ム上、紙上に固定することが行われている。

本発明の目的はインクジエット印刷による布はくの染
色に於て，布はく上でのインクのマイグレーションを防
止し、インクの残留率を最高にする方法を提供するもの
であり，上記した布はくの固定法を改良することによっ
てこれを達成した。

（問題点を解決するための手段）本発明は布はくをインクジエット印写捺染するに際
し、表面にマイグレーション防止成分と粘着成分との混
合物を塗布して形成した粘着層を持つシートの粘着面
に、予めにじみ防止のための前処理がなされた布はくを
張りつけて固定し、次いで該布はくを印写捺染処理する
ことを特徴とする布はくの捺染方法である。

布はくにおけるインクジエット印刷方法による布はく
染色の手順を説明する。

１）デザイン希望するデザイン源になる紙上の柄、布はく上の柄、
フイルム上の柄、もしくは無地色をコンピュータグラフ
イック装置に読み取り、柄のレイアウト、修正等を行い
色指図をなす。

２）布はく希望する布はくを適正なる精練条件、セット条件下で
処理し、次で拡布状で印刷向上、にじみ防止を目的とし
た前処理をした後しわや目曲がりのない様に乾燥する。

３）インク希望する布はくに適合した品種のインクを装置に充填
する。

４）印刷コンピュータグラフイツク装置の指図通り印刷がなさ
れる。

５）後処理布はくと使用インクによって定まる固着処理を行う。
次で未固着、前処理物質を除く洗浄がなされる。さらに
必要に応じ、堅牢度増進の為の処理（例えば洗浄、摩
擦、耐光等の諸堅牢度）や、布はくの風合調整、機能性
付与（例えばはっ水、制電、防しわ）の仕上処理をして
終える。

本発明の固定法は、これら工程中の印刷をなす段階の
布はくをインクジエット装置にセットし、印刷する段階
で用いられるものである。

本発明に用いられる布はくは、植物繊維、動物繊維、
人造繊維等の何れでもよく、これら各々の単独あるいは
二種以上の混紡、混織、混織の形でも差しつかえない。
布はくの形態は織物、編物組物、レース、網、不織布等
である。用いる色素は従来の染色学で分類される名称を
用いれば直接染料、酸性染料、塩基性染料、蛍光染料、
分散染料、反応性染料等が該当する。これら染料は従来
の浸色や捺染用に用意されたものであり、インクジエッ
ト印刷用インクにこれらの主成分である色素を用い加工
する。加工としては副生物、不純物、添加物等の除去精
製等の色素の純度向上と粒度、粘土、表面張力、比電導
度、PH調整といったインクとしての性能付与手段を構ず
る。

インクジエット印刷による布はく染色に於て、前処理
は重要な役割をもつ。この前処理の役割は、大きく分け
て二つある。一つは布はく表面を出来るだけ平滑にしょ
うとする働き、もう一つはインク中に存在する溶媒を出
来るだけ吸収保持しょうとする働きである。

布はく上に供給されるインクは、布はく自体とこの前
処理に用いられる高分子化合物中に保持されるが、イン
クの供給量がこの保持できる限度を過ぎるとにじみを起
こす。一方、インクジエット装置の方からは、インク供
給を良くするために印加電圧を上げるなどしてインクを
良く浸透させようとする。これはインクが確実に布はく
の印刷面の反対面にまで通過する結果となり、支持体上
にインクを乗せることになる。このインクはにじみの原
因に直接関連する。この布はくを通過してきた過剰イン
クといえるインクを吸収保持できれば上記の問題は解決
できることになる。

本発明のポイントはここにある。布はく側の前処理の
目的は先述した様に二つあるが、色素の固着の方から次
の様な制約を必要とする。

前処理剤としては、アルギン酸ナトリウム、ポリアク
リル酸ナトリウム、アラビアゴム、ローカストビーンガ
ム等の天然、人造の高分子化合物が用いられるが、使用
する色素が当該高分子化合物によって布はくへの固着が
阻害されないことが必要である。これら高分子化合物中
には、防腐剤、抗還元剤、固着助剤、固着反応剤、固着
促進剤、溶媒等に区別される薬品、物質が配合される。

本発明における布はくの固定は次の様に行われる。本
発明における布はくの大きさは、従来の浸染及び捺染と
は異にする。最小はハガキ大から従来の浸染、捺染にみ
られる巾112−150cmで長さ50〜100mに及ぶものである。
大きさがハガキ大から巾112〜150cmで５〜10mの大きさ
に本発明方式が簡便に効率よく使える。後者の如き大き
く長いものに対しては、エンドレスベルト上に本発明に
おける粘着紙を介して張りつける方法がとられる。

本発明において布はくは、紙、フイルム等のシート上
にマイグレーション防止成分、粘着成分を配合した粘着
剤を塗布した上に張りつけ粘着剤を介して固定する。こ
の固定されたものは、装置として取りつけられたベルト
上に固定し印刷へと移る。粘着成分による粘着力は、布
はくが、印刷中に充分耐える程度のものであり、180度
剥離力が50g/15mm以上あれば充分である。

本発明の粘着剤を構成する粘着成分は、高分子弾性体
と粘着付与剤の二成分を主成分として成り立つ。

高分子弾性体として、ジエン系弾性体には、天然ゴ
ム、スチレン・ブタジエン共重合体、ブタジエン重合
体、クロロプレン重合体があり、エチレン系弾性体に
は、アクリル酸エステル共重合体、ビニルエーテル共重
合体があり、そして縮合系弾性体には、ポリウレタン、
シリコーン樹脂等がある。

粘着付与剤として、ロジン、ダンマル、コーパル、水
添ロジン、水添ロジンエステル、クマロンインデン、、
ポリエステルペン、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、
石油炭化水素樹脂、キシレン樹脂、エポキシ樹脂等があ
る。この粘着剤成分に対する、もう一方の成分であるマ
イグレーション防止剤は高分子化合物、水不溶性無機化
合物などよりなる。高分子化合物としては小麦澱粉、米
粉、トウモロコシ澱粉等の澱粉類、トラガントガム、ア
ラビアガム、グアガム、ローカーストビンガム、シラッ
ガム等の天然ガム類、アルギン酸ナトリウム、アルギン
酸アンモニウム等の海藻類、卵蛋白、カゼイン、ゼラチ
ン等の動物性のり、メチルセルロース、ハイドロオキシ
エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の誘
導体、カルボキシメチル澱粉、ハイドロオキシエチル澱
粉、デキストリン、ブリチッシュガム等のばいしょう澱
粉等の加工澱粉類、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビ
ニル、ポリ酢酸ビニルの部分ケン化物、ポリビニルアク
リレート樹脂等のビニル系誘導体、ポリアクリル酸誘導
体等がある。水不溶性無機化合物としては、陶土、タル
ク、ベントナイト等の粘土物質がある。

高分子化合物及び／又は、水不溶性無機化合物を粘着
成分と配合し、水及び／又は、有機溶媒を用いて希釈
し、紙、フイルム、布はく等のシートの布はく固定側に
一定の厚みに塗付する。布はくを固定しない側への粘着
性は、固定側より剥離強度が高いことが望ましく粘着成
分は、何等限定されない。本発明に用いる紙、フイル
ム、布はく、シートの種類は何等限定されない。但し粘
着成分が裏漏りしない程度の密度の高いものが好まし
い。

以下実施例を以て説明する。なおインクジエット印刷
装置はオンデマント型で、ノズル径60μｍ、印加電圧10
7ボルト、解像度180ドット/in,4×４マトリックスであ
る。使用インクは、CI Reactive Red24をインク光学密
度1,0万になるようにイオン交換水に溶解しインクとし
た。

ここでインク光学密度は分光光度計の試料セル10ミリ
メートルにおける測定値にインク原液濃度から測定時濃
度までの希釈倍率を乗じた値であり、極大吸収波長値の
所で表示。

実施例１通常の精練巾出しされたレーヨン平織物を用意した。
当布はくの密度経糸130本×緯糸86本でありその重量は5
6g/m²と薄くインク吸収保持が極端に悪いものである。
布はくはアルギン酸ナトリウム３％、重曹５％、水92％
よりなる水溶液をパッド処理し乾燥した。絞り率は64％
であった。次に厚み60μｍのポリエステルフイルム面に
アルギン酸ナトリウム４％、ポリビニルアルコール２
％、陶土0.1％、ポリイソブチレン（高分子量）0.2％、
ポリイソブチレン（液状）1.8％より成る混練品を粘度
３万cpsに調整し厚み13μｍにコーティング塗布した
後、上記布はくをしわがはいらない様に張りつけた。当
剥離力は64g/15mmであった。印写は４×４マトリックス
を全て使用した16打点とこの上に更に16打点を重ね打ち
したいわゆる32打点を施した。

印写布はくは103℃の飽和蒸気スチーマ中で10分間蒸
熱した後、アルギンスルホン酸塩0.2g/Lの液中で70℃に
て20分ソーピング処理し粘着剤成分並びに先に布はくに
前処理した糊剤を脱落せしめ乾燥した。比較品として同
じくポリエステルフイルム上に上記の前処理された布は
くの周りに両面粘着テープを張ってしわがはいらない様
に張りつけ固定し、同様の印写、蒸熱、ソーピング、乾
燥を行った。印写後フイルム上より布はくを剥離したと
ころフイルム上に付着するインクは多量で印写場所より
下方に向かって流動していた。

一方、本発明品に於ては付着するインクは粘着高分子
層に吸収され印写場所とほぼ同じ所に吸着され流動は認
められなかった。

染色布はくは比較品に於ては際ぎわが不明瞭で不均一
な染色面を呈し濃度も本発明品より低かった。本発明品
は際ぎわ、均一染色面、充分なる濃度と比較品とは明ら
かに良い結果を示した。

本発明は実施例に見る如くインクジエット原理印刷に
おける布はく染色に於て、噴射されたインクによって第
二次的におこる欠点を解消し目的通りに品位の高い布は
く染色ができる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】布はくをインクジェット印刷をするに際
し、表面にマイグレーション防止成分と粘着成分との混
合物を塗布して形成した粘着層を持つシートの粘着面
に、予めにじみ防止のための前処理がなされた布はくを
張りつけて固定し、次いで該布はくを印写捺染処理する
ことを特徴とする布はくの染色方法。