JP3053924B2 - インクジェット捺染方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット方式に
よる布帛類（織布または不織布）の捺染方法に関し、特
に主としてセルロース系繊維を含有する布帛を使用する
に際し、鮮明かつ繊細な図柄を表現するインクジェット
方式による捺染方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在の捺染の主流は、スクリーン捺染、
ローラー捺染である。これらの方式はは、多品種少量生
産に不向きであり、流行への迅速な対応も困難であるこ
とから最近では、無製版の電子捺染システムの確立が要
望されている。この要望に対してインクジェット記録に
よる捺染方法が数多く提案されており各方面からの期待
も大きくなっている。

【０００３】インクジェット捺染の課題としては、
（１）発色に十分な濃度を与えること、（２）ヘッドの
ノズルを目詰りさせないこと、（３）インクが布帛上で
速やかに乾燥すること、（４）布帛上で不規則なにじみ
が少ないこと、（５）インクが保存中に物性の変化、固
形分の析出等を起こさないこと、（６）長期にわたる耐
久においても吐出特性に変化のないこと、特に特開昭５
４−５９９３６号公報に記載されている熱エネルギーに
よる体積変化を利用してインクを吐出させる方式の場合
には熱エネルギーを与えるヒーター上に異物の沈着がな
く、また消泡時のキャビテーションによるヒーター破壊
を起こさないこと、（７）工程がより簡易であること、
等が挙げられる。

【０００４】これらの課題を満足させるために、従来か
らは以下のような手段がとられてきた。まず（１）につ
いては、インク中の染料の濃度を高くすることで十分な
濃度を与えるというのが一般的な手段であり、特に２０
０ｐｌ以下の小液滴を用いたり、吸収力の強い布帛に対
する場合は、必須技術である。しかしこうしたインクを
用いるとノズル先端からのインクの蒸発のため増粘した
り、固形分である染料が析出して（２）の問題を引き起
こすに至る。そこで（２）に対しては、インク中にグリ
セリン等の多価アルコールを添加する等の手段がとられ
てきたが、染料濃度が５％を越えるような場合は、特に
完全といえるような解決策はなく、染料と溶剤の極めて
特異的な組み合わせ以外は、満足な結果は得られない。
（３）については、布帛の撥水度の影響が大きいが、例
えばセルロース繊維を主体とした布帛に対して水系イン
クを用いる場合は特に問題は生じていない。（４）につ
いては、インクにおける対応がすでに数多くの提案がさ
れており、例えば特開昭６１−２３１２８９においては
タンニン、特開昭６２−２８３１７４においてはカルボ
ン酸基含有ポリマーのインクへの添加が挙げられるがい
ずれも（２）の問題は、避けられない。（５）（６）に
ついては、染料の構造に起因する場合やインクｐＨ等の
影響があるが詳しい検討がなされておらず十分な問題解
決に至っていない。（７）については無製版のため従来
方法に比して格段に簡略であるがアルカリ処理をいずれ
の工程で行うか等の工夫の余地がある。

【０００５】以上のごとく従来の技術では個々の性能を
単独で満足させる手段は見出せても、これらの性能を同
時に満足させ、係る一連の問題を解決するインクジェッ
ト捺染方法は今迄のところ知られていないのが現状であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、被染色布帛をセルロース繊維を主体として構成され
る布帛に限定した上で、上述のごとき従来の一般的なイ
ンクジェット捺染の問題、すなわち鮮明で且つ高濃度の
染色物を得るという染色上の問題と、短期あるいは、長
期にわたって安定し、信頼性の高い印捺を可能とする吐
出性能上の問題を同時に満足する捺染方法を提供するこ
とである。このような本発明の目的は以下の本発明によ
って達成される。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は
（ａ）アルカリ性物質を少なくとも含有するセルロース
繊維を主体とする布帛に対し、熱エネルギーによって捺
染インクの小液滴を飛翔させ付与する工程と、（ｂ）熱
処理によって布帛上に該インク中の染料を染着させる工
程と、（ｃ）未染着の染料を洗浄する工程と、の３工程
を少なくとも有するインクジェット捺染方法において、
前記捺染インクが５〜３０重量％の反応染料及び水性液
媒体から構成され少なくとも該液媒体中に５〜５０重量
％のチオジグリコールを含有するインクを用いることを
特徴とするインクジェット捺染方法である。

【０００８】

【作用】本発明者はまずインクジェット捺染において、
影響力の大きいインクについて着目し前述の如き種々の
要求性能を同時に満足させるべくインクの改良を行つた
結果、５〜３０重量％の反応染料を使用した高濃度水性
インクに一定量のチオジグリコールを含有させることに
よって、均染性、染着率等の発色特性が格段に改善でき
ることを知見した。この現象は分子レベルでの染料の反
応特性を最大限に発揮させる何らかの効果がチオジグリ
コールに存在するためと思われる。

【０００９】また、チオジグリコールを含有させること
によって、この染料系においては、従来の溶剤では、到
底考えられなかった長期にわたる安定した吐出特性が得
られることを知見した。この効果は、熱エネルギーを利
用したインクジェットヘッドを使用した場合、特に顕著
である。この理由としては反応染料とチオジグリコール
の相互作用によりヘッド上の沈着物性の発生が抑えられ
ること。ノズル先端部分におけるインク増粘がこの組合
わせにおいて特異的に抑制されることが考えられる。

【００１０】また被染色布帛としてアルカリ性物質を含
有したセルロース布帛を用いて上記インクを印捺しても
従来のアルカリ糊を用いた従来捺染と同等の発色が得ら
れることを知見した。

【００１１】

【好ましい実施態様】本発明に使用するインクジェット
捺染インクは、少なくとも、５〜３０重量％の反応染料
及び水性液媒体から構成され、一定量のチオジグリコー
ルを含有することを特徴としている。

【００１２】本発明に使用するインクを特徴づける物質
はチオジグリコールであり、インク中での含有量は、５
〜５０％、好ましくは、７〜４５％、より好ましくは、
１０〜４０％の範囲である。チオジグリコールの含有量
が５％以下の場合は、発色性の改善効果が、不十分であ
ることは勿論、インクの保存性劣化やノズル先端付近に
おけるインク蒸発に伴う増粘による不吐出を引き起こ
す。また５０％を超えて含有すると発色性の問題以外
に、やはり５％以下の場合と同様にインクの保存性劣化
が生ずる。吐出特性についても周波数に対する応答性が
極端に悪くなる。またインク初期粘度の増加に伴う短期
放置状態での不吐出問題も発生する。

【００１３】使用する染料は反応染料であり殆ど全ての
タイプが使用できるがモノクロルトリアジンおよびビニ
ルスルフォン基を有するものが中でも好適である。

【００１４】具体例としては、これらの染料に限定され
るものではないがＣ．Ｉ．リアクティブイエロー２，１
５，３７，４２，７６，９５ Ｃ．Ｉ．リアクティブレ
ッド２１，２２，２４，３３，４５，１１１，１１２，
１１４，１８０，２１８，２２６ Ｃ．Ｉ．リアクティ
ブブルー １５，１９，２１，３８，４９，７２，７
７，１７６，２０３，２２０ Ｃ．Ｉ．リアクティブブ
ラック５，８，３１，３９等が挙げられる。これらの染
料の使用量としては、一般的にはインク全量に対して５
〜３０重量％、好ましくは６〜２５重量％、より好まし
くは８〜２０重量％の範囲である。

【００１５】インクの必須成分である水については、イ
ンク全量に対して３０〜９５重量％好ましくは４０〜９
０重量％、より好ましくは５０〜８５重量％の範囲であ
る。

【００１６】以上が本発明に使用するインクの必須成分
であるがチオジグリコールに併用して、一般的な有機溶
剤も使用できる。例えば、アセトン、ジアセトンアルコ
ールなどのケトン又はケトアルコール類；テトラヒドロ
フラン、ジオキサン等のエーテル類；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、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコ
ール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコ
ール等のオキシエチレン又はオキシプロピレン付加重合
体；エチレングリコール、プロピレングリコール、トリ
メチレングリコール、ブチレングリコール、１，２，６
−ヘキサントリオール、ヘキシレングリコール等のアル
キレン基が２乃至６個の炭素原子を含むアルキレングリ
コール類；グリセリン；エチレングリコールモノメチル
（又はエチル）エーテル、ジエチレングリコールモノメ
チル（又はエチル）エーテル、トリエチレングリコール
モノメチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコール
の低級アルキルエーテル類；トリエチレングリコールジ
メチル（又はエチル）エーテル、テトラエチレングリコ
ールジメチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコー
ルの低級ジアルキルエーテル類；スルホラン、Ｎ−メチ
ル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチ
ル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。

【００１７】上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般には
インクの全重量に対して重量％で０〜５０％、好ましく
は２〜４５％の範囲である。

【００１８】上記の如き媒体を併用する場合は単独でも
混合物としても使用できるが、もっとも好ましい液媒体
組成は、該溶剤が少なくとも１種の多価アルコール及び
その誘導体を含有するものである。中でもジエチレング
リコール、トリエチレングリコール、トリエチレングリ
コールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコール
ヂメチルエーテルは特に良好なものである。

【００１９】その他の含有物質については、目詰りしな
い範囲で１〜３０ｐｐｍのカルシウム及び／又はマグネ
シウムを含有させることによって、均染性、染着率等の
発色特性がさらに改善でき好ましいものである。また
０．３〜１０ｐｐｍの珪素、鉄、ニッケル、亜鉛の群か
らなる物質を含有させることによって、長期にわたっ
て，さらに安定した吐出特性が得られる。必要に応じて
微量添加することも良好である。この効果は、本発明の
特徴である熱エネルギーを利用したインクジェットヘッ
ドを使用した場合特に顕著である。この理由としては過
剰なこれらの物質の含有はヘッド上の沈着物による発泡
力の低下を引き起こすが適度の添加による沈着物の形成
は、発泡力の低下を引き起こすことなしに消泡時におけ
るキャビテーションを緩和し、断線を防ぐことが挙げら
れる。 本発明に使用するインクの主要成分は上記の通
りであるが、目詰りの生じない範囲でその他各種の分散
剤、界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、蛍光増
白剤等を必要に応じて添加することができる。 例え
ば、ポリビニルアルコール、セルロース類、水溶性樹脂
等の粘度調整剤；アニオン、カチオンあるいはノニオン
系の各種界面活性剤；ジエタノールアミン、トリエタノ
ールアミン等の表面張力調整剤；緩衝液によるｐＨ調整
剤、防カビ剤等を挙げることができる。

【００２０】本発明のインクジェット捺染方法は上記の
インクを使用する方法であり、インクジェット記録方式
は、例えば、特開昭５４−５９９３６号公報に記載され
ている方法である。熱エネルギーの作用を受けたインク
が急激な体積変化を生じ、この状態変化による作用力に
よって、インクをノズルから吐出させる方式である。こ
のような方式において上記のインクを使用することによ
り、長時間連続的に記録を行ってもその発熱ヘッドでの
異物の沈着や断線が発生せず、安定した印捺が可能であ
る。

【００２１】この方式は、微細ノズルのマルチ化が容易
であり広幅での高速印捺が可能であることから、インク
ジェット捺染にはインクに対する制約が特に厳しいもの
の最適の方式と思われる。

【００２２】特に上記のインクを使用し、特に効果の高
い捺染方法が得られる条件としては、吐出液滴が２０〜
２００ｐｌ，インク打込量が４〜４０ｎｌ／ｍｍ² ，駆
動周波数１．５ＫＨｚ以上、ヘッド温度３５〜６０℃の
範囲が好ましい。

【００２３】本発明に使用する布帛については、アルカ
リ性物質を少なくとも含有するセルロース繊維を主体と
するものに限定される。

【００２４】布帛の製造方法については特に規定はない
が、特開昭６３−１６８３８２，特公平３−４６５８９
号公報等に記載の布帛を用いることができる。

【００２５】以上の構成により捺染インクは、布帛上に
付与されるがこの状態では染着が不十分であるので、引
続き繊維への染料の熱処理による反応定着および染料の
除去工程が必須である。このような反応定着及び未反応
の染料の除去方法は、従来公知の方法で良く、例えば、
スチーミング法、ＨＴスチーミング法、サーモフィクッ
ス法等による処理の後、洗浄する従来公知の方法に準じ
て行うことができる。

【００２６】

【実施例】次に実施例及び比較例を上げて本発明を更に
具体的に説明する。まず本発明に用いたインクの調整方
法について説明する。なお文中部及び％とあるのは重量
基準である。 インク例１

【００２７】

【表１】 上記全成分を混合し、混合液を水酸化ナトリウムにてpH
８．１に調整し、２時間撹拌した後、フロロポアフィル
ターＦＰ−１００（商品名、住友電工製）にて濾過し、
水性インク（Ａ）を得た。

【００２８】インク例２

【００２９】

【表２】 上記全成分を混合し、混合液を水酸化ナトリウムにてpH
７．７に調整し、２時間撹拌した後、フロロポアフィル
ターＦＰ−１００（商品名、住友電工製）にて濾過し、
水性インク（Ｂ）を得た。

【００３０】インク例３

【００３１】

【表３】 上記全成分を混合し、混合液を水酸化ナトリウムにてpH
７．９に調整し、２時間撹拌した後、フロロポアフィル
ターＦＰ−１００（商品名、住友電工製）にて濾過し、
水性インク（Ｃ）を得た。

【００３２】インク例４

【００３３】

【表４】 上記全成分を混合し、混合液を水酸化ナトリウムにてpH
８．２に調整し、２時間撹拌した後、フロロポアフィル
ターＦＰ−１００（商品名、住友電工製）にて濾過し、
水性インク（Ｄ）を得た。

【００３４】インク例５

【００３５】

【表５】 上記全成分を混合し、混合液を水酸化ナトリウムにてpH
７．７に調整し、２時間撹拌した後、フロロポアフィル
ターＦＰ−１００（商品名、住友電工製）にて濾過し、
水性インク（Ｅ）を得た。

【００３６】インク例６

【００３７】

【表６】 上記全成分を使用し、他はインク例１と同様の方法にて
水性インク（Ｆ）を得た。

【００３８】インク例７

【００３９】

【表７】 上記全成分を使用し、他はインク例２と同様の方法にて
水性インク（Ｇ）を得た。

【００４０】実施例及び比較例 インク例１〜７の各水性インク（Ａ〜Ｇ）を、特開昭５
４−５９９３６号公報に記載されている熱エネルギーの
作用によるインクジェットヘッドであるカラーバブルジ
ェットコピアＰｉｘｅｌ ｐｒｏ（商品名、キヤノン
製）用ヘッド（ノズル数２５６，飛翔液滴２０〜４０ｐ
ｌ）を利用して、１０本のノズルで５×１０⁸ パルスの
連続印字を行ったときの、ノズルの目詰り、吐出液滴量
や吐出速度の減少等の有無を調べた。また、同じヘッド
で３分間連続して英数文字を印字した後印字を停止し、
キャップをしない状態で３分間放置した後、再び英数文
字を印字して文字のカスレ、欠け等の有無を調べた。更
に、同じヘッドで３分間連続して英数文字を印字した後
印字を停止し、キャップをしない状態で３日間放置し
て、ノズルの先端付近での固形物の付着による目詰りを
調べた。（ヘッドはいづれも４５〜６０℃の範囲に昇温
して使用した）また、各水性インク（Ａ〜Ｇ）１００ｃ
ｃをガラスビンに入れ、４０℃に３日間保存し、インク
の保存安定性を調べた。インクの評価結果を表１に示
す。

【００４１】また、インク例１〜７の水性インク（Ａ〜
Ｇ）をカラーバブルジェットコピアＰｉｘｅｌ ｐｒｏ
（商品名、キヤノン製）に搭載し、予めアルカリ処理し
た綿１００％のジョーゼット生地（炭酸ナトリウムの２
％水溶液に浸漬後、絞り率６０％でパットし、１００Ｃ
で５分間乾燥させたもの）にプリントを行い、１００℃
で２分間の蒸熱処理による定着を行い、その後、中性洗
剤で洗浄して、染色品の鮮明性及びニジミ性について評
価した。その結果を表２に示す。（プリントは２×１０
ｃｍのベタサンプルをインク打込量１６ｎｌ／ｍｍ² の
条件で作成した。）

【００４２】

【表８】 ＊１：１０本のノズルで 5×10⁸ パルスの連続印字を行
ったときに、ノズルの目詰り、吐出液滴量や吐出速度の
減少等がおこらなかったノズル数。 〇：１０本 △：６〜９本 ×：５本以下 ＊２：３分間連続印字後、キャップをしないで３分間放
置して再印字した。 〇：一文字目から不良箇所なし。 △：一文字目の一部がカスレまたは欠ける。 ×：一文字目からまったく印字できない。 ＊３：３分間連続印字後、キャップをしないで３日間放
置した時のノズルの先端付近での固形物の付着による目
詰りの状態。 〇：目詰り無し。 △：目詰りはあるが吸引により回復。 ×：吸引しても目詰りは回復しない。 ＊４：インクを４０℃に３日間保存した後、ガラスビン
内に異物が発生するか否かを目視判定した。 〇：異物無し △：異物発生小 ×：異物発生大

【００４３】

【表９】 ＊１：肉眼で観察した時の図柄のシャープさで判定し
た。 ○：良好 △：やや劣る ×：劣る ＊２：肉眼で観察した。 ○：良好 △：やや劣る ×：劣る

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明のインクジェ
ット捺染方法によれば、被染色布帛をセルロース繊維を
主体として構成される布帛に対して、滲みがなく鮮明で
且つ高濃度の染色物を得ることが可能となる。また、本
発明のインクによればインクジェット捺染において、ヘ
ッドノズルにおける目詰り等の発生しない吐出性能の信
頼性の高い印捺を行うことができる。特に、熱エネルギ
ーによるインクの発泡現象によってインクを吐出させる
タイプの記録においては、格段に良好である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 真一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−132687（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−205179（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−153381（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−179370（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−172074（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−241370（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−241371（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−47378（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−72584（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D06P 5/00 111 B41M 5/00 C09D 11/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）アルカリ性物質を少なくとも含有
   するセルロース繊維を主体とする布帛に対し、熱エネル
   ギーによって捺染インクの小液滴を飛翔させ付与する工
   程と、（ｂ）熱処理によって布帛上に該インク中の染料
   を染着させる工程と、（ｃ）未染着の染料を洗浄する工
   程と、の３工程を少なくとも有するインクジェット捺染
   方法において、前記捺染インクが５〜３０重量％の反応
   染料及び水性液媒体から構成され少なくとも該液媒体中
   に５〜５０重量％のチオジグリコールを含有するインク
   を用いることを特徴とするインクジェット捺染方法。