JP3971218B2 - インクジェット捺染用前処理液、インクジェット捺染用布帛、及びインクジェット捺染方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は布帛のインクジェット捺染に関し、さらに詳しくは環境に優しく作業性に優れたインクジェット捺染用前処理液、インクジェット捺染用布帛、及びインクジェット捺染方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インクジェットプリント方式は長足の進歩を遂げ、産業上重要な地位を築きつつある。特に、インクジェット捺染は布帛特有の風合いを有しながらフルカラーの染色が可能であり、従来不可能であった写真調の鮮明な画像を容易に記録する事が出来るため、高付加価値な技術として注目を集めている。
また、インクジェット捺染は小ロット・短納期といった無駄の少ない効率的な加工も可能であり、さらに余分な染料や水を使わないため環境に優しくしかも大幅なコスト削減が可能である等の点から、次世代の捺染方式として、ますますニーズが高まって来ている。
しかし、通常、インクジェット捺染用布帛にはインクの滲みを抑えるためにインク受容層が形成されており、このインク受容層が環境汚染を引き起こす構造物として問題になってきているのが現状である。
【０００３】
例えば特開平０５−１７９５７７号公報ではインク受容層として吸水性樹脂を使用することが開示されているが、そこに提案されている吸水性樹脂はいずれもＰＶＡ等の合成高分子であり、安価であるというメリットはあるが、難分解性物質であるため、環境汚染の問題がある。
また、特開平０６−１４６１７８号公報では、糊剤としてカルボキシメチルセルロースあるいはアルギン酸ナトリウムを使用することが開示されているが、前者は天然のセルロースを加工して水溶性にした物質であるため、性能は優れているが、やはり環境汚染の問題がある。また、後者は天然物であるが故に、腐りやすく、耐熱性にも劣るため、温度変化による経日安定性が得られない。
また、特開平０７−２５２７８５号公報では上記に加え、酸化澱粉、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースも開示されているが、これらが環境汚染を引き起こすことは同様である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来例の問題点を解決し、経日安定性や作業性に優れたインクジェット捺染用前処理液、さらに環境に優しく、かつ従来の画質を損なわないインクジェット捺染用布帛及びインクジェット捺染方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記の問題点を解決するために鋭意努力した結果、生分解性に優れる天然糊剤と熱分解性の抗菌剤を組み合わせることで、前処理液の保存安定性に優れ、かつ前処理としての役割（インクの受容）を終え廃棄されたときに環境に優しいインクジェット捺染用前処理液、インクジェット捺染用布帛、及びインクジェット捺染方法があることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００６】
本発明の要旨は次のとおりである：
（１）天然糊剤及び５０〜２００℃で分解する抗菌剤を含有する前処理液を布帛に付与してインク受容層を形成する工程、抗菌剤を含有するインク受容層をもつ布帛をインクジェットプリントする工程、インクジェットプリントした布帛を熱処理してインク受容層に含まれる抗菌剤を分解する工程、及び前処理液で形成されたインク受容層を洗い流す工程からなることを特徴とするインクジェット捺染方法。
（２）前処理液のＢＯＤ／ＣＯＤ値が０．３〜３の範囲であることを特徴とする上記の方法。
（３）半合成糊剤をも含有することを特徴とする上記の方法。
（４）天然糊剤に対する半合成糊剤の重量％が５〜４０％であることを特徴とする上記の方法。
（５）半合成糊剤がカルボキシメチル化された水溶性多糖類であることを特徴とする上記の方法。
（６）前処理液のＰＶＩ値が０．３〜１．０であることを特徴とする上記の方法。
（７）インク受容層を洗い流した後の廃液を活性汚泥処理に供する上記の方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明について、更に詳細に説明する。
本発明のインクジェット捺染用前処理液、およびインクジェット捺染用布帛に適用するインク受容剤としては、環境に優しい、天然糊剤が用いられる。
天然糊剤の具体例としては、澱粉、ふのり、寒天、アルギン酸ナトリウム、トロロアオイ、トラガントゴム、アラビアゴム、デキストラン、コンニャク粉、にかわ、ゼラチン、カゼイン、コラーゲン、グアーガム、ローカストビーンガム、キサンタンガム、カラギーナン等があげられる。
インクジェット捺染では、飛翔してきたインク滴を滲ませずに吸収する必要があり、特に被記録材が布帛の場合、多量のインク滴を受容する必要があるため、インク受容剤としては吸水性に優れたものが好ましい。また、布帛の内部まで染色するには、インク受容剤も布帛内部にまで浸透させる必要があるため、天然物の中でも流動性に優れるものが好ましい。天然糊剤で上記の条件を満たすものとしてアルギン酸ナトリウム及びグアーガムがあげられる。特に好ましいのはアルギン酸ナトリウムである。
天然糊剤は前処理液中に０．１〜１０重量％含まれることが好ましい。０．１重量％未満では滲み防止効果が小さく１０重量％より大きいと前処理層がムラになり易く均一に付与しにくい。
【０００８】
天然糊剤は腐敗しやすいため環境に優しいが、処理液として保存するのが難しいというデメリットを持っている。また、抗菌剤は前処理液の腐敗を防ぐ効果を有するが一旦加えられるとバクテリアまで殺すため廃棄しにくいと言う大きなデメリットを有している。
本発明では、インク受容体は前処理液中では抗菌剤によって腐敗を防がれ、インク受容体がインク受容という役割を終えて布帛から離れるときは抗菌剤が分解しており腐敗しやすく廃棄が容易という大きな特徴がある。
具体的には、天然糊剤と熱分解性の抗菌剤を含む本発明の前処理液を布帛に付与した後、乾燥工程を通したり、あるいはインクジェット捺染をした後に発色・乾燥・セット等の加熱工程を通すことで、抗菌剤が分解するため、洗い流されたインク受容体を含む廃液は分解しやすく活性汚泥などに存在するバクテリアを死滅させたりしないというわけである。
【０００９】
その際、抗菌剤の分解温度は、加熱処理温度と同程度またはそれ以下である必要がある。通常、布帛の加工における乾燥工程や発色工程等での加熱処理温度は、８０〜２００℃で行われるため、抗菌剤の分解温度は５０〜２００℃であることが必要である。
抗菌剤の分解温度が５０℃以下の場合には常温においても分解が進むことから、経日安定性に劣り、防腐効果を長期間発揮出来ない。つまり、過剰の抗菌剤添加が必要となってしまうため好ましくない。また、２００℃以上で布帛を熱処理することは布帛自体の分解を招くため好ましくない。よって、分解温度が５０〜２００℃の範囲である抗菌剤が選択される。
【００１０】
ここで分解温度とは、抗菌剤を（０．２％）含む前処理液を付与した布帛を５０〜２００℃の温度下で３分間加熱処理した場合、布帛上の抗菌剤の残存率が５０％以下である温度をいう。
本発明の５０〜２００℃で分解する熱分解性抗菌剤の例としては、５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、１，２−ベンゾイソチアゾリン−３−オン、２−メチル−４，５−トリメチレン−４−イソチアゾリン−３−オン、２−オクチル−４−イソチアゾリン−３−オン等のイソチアゾリン系やヘキサヒドロ−１，３，５−トリス−ｓ−トリアジン等のトリアジン系があげられる。これらの化合物は単品で使用しても複数を組み合わせて使用しても良い。なかでも、染着に影響を与えず、経日安定性に富んだイソチアゾリン系、特に５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、または２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オンが好ましい。
【００１１】
本発明の熱分解性抗菌剤は前処理液中に０．００５〜１重量％含まれることが好ましく、０．００５〜０．２重量％が特に好ましい。添加量が０．００５重量％以下になると、防腐効果が認められなくなり、１．０重量％以上になると加熱工程で完全に分解せず、残存してしまうため好ましくない。
本発明の前処理剤は、上記した天然糊剤、熱分解性抗菌剤及び所望により添加する成分を水に溶解させることによって調製される。
【００１２】
本発明の前処理液は、ＢＯＤ／ＣＯＤ値が０．３〜３．０になるように成分や使用量の組み合わせを選択し配合することが好ましい。ＢＯＤとＣＯＤの比は一般に微生物学的分解性の難易を示し、この値が高いと微生物学的分解性がよく、生物学的に処理しやすいといわれる。０．３未満では、生物学的な処理が期待できず、３．０より大きいと、前処理液が腐りやすいため、過剰の防腐剤の添加が必要となり、作業環境面及びコスト面において弊害が生じる。前処理液のＢＯＤ／ＣＯＤ値を上記の範囲に調整することにより、インクジェット記録後にインク受容層を洗い流した際も環境を汚染しにくくなる。
本発明におけるＢＯＤおよびＣＯＤの測定は次の規格に準じて行われる。
ＢＯＤ：ＪＩＳ Ｋ−０１０２ ６項、
ＣＯＤ：ＪＩＳ Ｋ−０１０２ １４項
【００１３】
また、本発明では前処理液あるいはインクジェット捺染用布帛に半合成糊剤を添加することが好ましい。環境に優しい点では天然糊剤に劣るが、合成糊剤と比較すると良好で、天然糊剤と混合することにより、悪影響を与えることなく分解できる。さらに、処理液の温度やｐＨ等に起因する粘度バラツキが小さくなり、また布帛に付与した後も熱的に安定であるため、染めムラのない均染性に優れた捺染物が得られるため、好ましい。
天然糊剤に対する半合成糊剤の重量％は５〜４０％になるように添加するのが好ましい。半合成糊剤が４０％以上になると、均染性には優れるが環境汚染の問題が生ずるため好ましくない。また、５％以下になると前述した効果が認められない。
半合成糊剤の具体例としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチル澱粉、カルボキシメチルグアーガム、カルボキシメチルローカストビーンガム、カルボキシメチルタマリンドガム、カルボキシメチルトラガントガム、カルボキシメチルキサンタンガム等があげられる。
【００１４】
これらのうち、脱糊性、作業性に優れている等の点から、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチル澱粉、カルボキシメチルグアーガム、カルボキシメチルローカストビーンガム、カルボキシメチルタマリンドガム、カルボキシメチルトラガントガム、カルボキシメチルキサンタンガム等のカルボキシメチル化された水溶性多糖類が好ましい。
また、カルボキシメチル化された水溶性多糖類のエーテル化度は０．５〜１．５、特に０．６５〜０．９が好ましい。エーテル化度が１．５を越えると環境汚染を引き起こし、０．５以下だと、水に溶けにくく、粘度のバラツキが大きい等の作業性に問題を生ずる。
【００１５】
また、インク受容層を形成する処理液のＰＶＩ値は、被記録材がある程度の厚みを有する布帛であるため、流動性に優れた０．３〜１．０の範囲であるのが好ましい。０．３以下になると流動性が悪いため、所謂メッチャになりやすく、１．０以上だと、流動性が良すぎるため、塗布量が多くなりコスト面で無駄が大きくなる。
ここで、ＰＶＩ値とはＢ型粘度計を用い６０ｒｐｓの速度で回転させたときの粘度Ａ（ｃｐｓ）と６ｒｐｓの速度で回転させたときの粘度Ｂ（ｃｐｓ）との商Ａ／Ｂを示す。
【００１６】
また、前処理液を付与する方法としては、パッド法、スプレー法、浸漬法、コーティング法、ラミネート法、グラビア法、インクジェット法、スクリーン法、ローラー法、ロータリー法等のいずれの方法でも可能である。
さらにまた、本発明の前処理液には、揮発防止剤、触媒、吸油剤、消泡剤、保持剤、可塑剤、油脂、ワックス、粘度調整剤、熱硬化性樹脂、架橋剤、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、耐光向上剤、酸化防止剤、体質顔料、蛍光増白剤、吸着剤、還元防止剤、金属イオン封鎖剤、増量剤、吸湿剤、浸透剤、電解質、香料、消臭剤、防虫剤等を添加することが可能である。
本発明のインクジェット捺染方法では、布帛に前処理液を付与し、インクジェットプリント後、洗浄処理までの間に抗菌剤の分解温度より高温で加熱処理する。
【００１７】
また、インクジェット捺染方法としては、荷電変調方式、マイクロドット方式、帯電噴射制御方式、インクミスト方式などの連続方式、ピエゾ方式、バブルジェット方式、静電吸引方式などのオン・デマンド方式などいずれも採用可能である。
本発明で用いられる布帛用の繊維素材としては、具体的に綿、絹、麻、羊毛等の天然繊維、レーヨン、キュプラ等の再生繊維、ジアセテート、トリアセテート等の半合成繊維、アクリル、ポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリウレタン等の合成繊維等があげられ、これらは単独で用いても、複合して用いてもよい。
また、着色剤は直接染料、分散染料、反応性染料、酸性染料、塩基性染料、カチオン染料、金属錯塩染料、油溶性染料、顔料等があげられ、被記録材となる繊維素材に合わせて適宜選択し使用できる。
【００１８】
【実施例】
以下、具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【００１９】
実施例１
以下の処方と方法からなる前処理液１を作成した。
〔前処理液１〕
サンアルギンＭＶＲ（天然糊剤：アルギン酸ナトリウム、三晶社製） ２．４％
マーポローズＭ−２５ ０．６％
（半合成糊剤：メチルセルロース、松本油脂製薬社製）
染色酸（リンゴ酸５０％水溶液） ０．５％
リアクタントＭＳ（還元防止剤、ユニ化成社製） １％
ＫＡＴＨＯＮ ＰＦＭ ０．２％
（熱分解性抗菌剤、ＲＯＨＭ ＡＮＤ ＨＡＡＳ製）
（有効成分；５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン
２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン）
水 残
合計 １００％
ＢＯＤ値／ＣＯＤ値 ＝ ０．４８
ＰＶＩ値 ＝ ０．５８
【００２０】
上記のサンアルギンＭＶＲ、マーポローズＭ−２５、染色酸、およびリアクタントＭＳを水に混合して３０分間攪拌した後、得られた溶液にＫＡＴＨＯＮ ＰＦＭを加え、さらに１０分間攪拌することにより、前処理液１を得た。
ポリエステル１００％の立毛布帛に通常の糊抜き精練を行った。
次いで前記の前処理液１をロータリースクリーン法で前記布帛の被記録面より付与した。
次いで、予め入力されたデータに基づき、ノズルから噴射する圧力、ノズルの開閉、被記録材の位置、カートリッジの走行等をコンピュータ制御し、インクジェット法にてインクの付与を行った。
【００２１】
処方及び条件を以下に示す。
〔インク処方〕
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ １２７ ５％
陰イオン界面活性剤 ４％
信越シリコーンＫＭ−７０（消泡剤、信越化学工業社製） ０．０５％
エチレングリコール ３％
珪酸 ０．１％
イオン交換水 残
合計 １００％
〔インクジェット条件〕
記録装置：オンデマンド方式シリアル走査型記録装置
ノズル径：５０μｍ
駆動電圧：１００Ｖ
周波数 ：５ｋＨｚ
解像度 ：３６０ｄｐｉ
次いで、１５０℃で１０分間湿熱処理を行った。
【００２２】
その後、以下の条件で浴比１：１００の割合で洗浄液に浸し、８０℃で３０分間処理を行い、乾燥して捺染物を得た。
〔洗浄条件〕
水酸化ナトリウム １％
リポトールＴＣ―３００（ソーピング剤、日華化学社製） ０．２％
温水 残
合計 １００％
【００２３】
評価方法
上記のようにして作成された前処理液及び捺染物に対し、以下のような評価を行った。その結果を表１に示す。
１）前処理液の経日安定性
２５℃の恒温室に前処理液を放置し、１日毎にＢ型粘度計により粘度を測定した。粘度が急激に低下するまでの日数を、前処理液の安定な日数として評価した。
判定基準
値が大きいほど安定である
【００２４】
２）インク受容層の熱安定性
インク受容層の熱安定性を加熱温度による捺染物の濃度バラツキで評価した。１７０℃で乾燥した後、インクジェット記録した捺染物Ａと１５０℃で乾燥した後、インクジェット記録した捺染物Ｂの濃度差をＫ／Ｓ値（反射率）により測定した。
濃度差＝（ＢのＫ／Ｓ値）―（ＡのＫ／Ｓ値）
判定基準
値が大きいほどバラツキが大きく、耐熱性が低い
【００２５】
３）廃液の分解性
前処理液付与、乾燥、インクジェットプリント、発色、洗浄という一連の工程を終え、洗い流されたインク受容層を含む廃液を回収し、２８±２℃の恒温槽中に保持した。腐敗液（ペプトン、塩化ナトリウム、肉エキス及び菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ、 Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ、 Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）からなり、菌の存在率が１０５個／ｍｌとなるように調整したもの）を回収した廃液に１％添加し、２日間培養した後、生菌数計測を行い生菌への影響力を下記のように評価した。
判定基準
○＝生菌数が１０４個／ｍｌ以上
△＝生菌数が１０２個／ｍｌ以上１０４個／ｍｌ未満
×＝生菌数が１０２個／ｍｌ未満
【００２６】
実施例２
以下の処方と方法からなる前処理液２を作成した。
〔前処理液２〕
サンアルギンＭＶＲ（天然糊剤：アルギン酸ナトリウム、三晶社製） ２．７％
ファインガムＨＥ（半合成糊剤：ＣＭＣ、第一工業製薬社製） ０．３％
染色酸（リンゴ酸５０％水溶液） ０．５％
リアクタントＭＳ（還元防止剤、ユニ化成社製） １％
ベストサイド２００Ｋ（熱分解性抗菌剤；大日本インキ化学工業製）０．０５％
（有効成分；１，２―ベンゾイソチアゾリン−３−オン）
水 残
合計 １００％
ＢＯＤ値／ＣＯＤ値 ＝ ０．５６
ＰＶＩ値 ＝ ０．７０
上記のサンアルギンＭＶＲ、ファインガムＨＥ、染色酸、およびリアクタントＭＳを水に混合して３０分間攪拌した後、得られた溶液にベストサイド２００Ｋを加え、さらに１０分攪拌することにより、前処理液２を得た。
前処理液２を使用する以外は実施例１に準じ評価した。
【００２７】
実施例３
立毛布帛を使用する代わりにポリエステルスパンデックス布を使用した。
その他の工程は実施例１に準じた。
【００２８】
実施例４
前処理液の付与方法をロータリースクリーン法の代わりにコーティング法で行った。
その他の工程は実施例１に準じた。
【００２９】
実施例５
以下の処方と方法からなる前処理液３を作成した。
〔前処理液３〕
サンアルギンＭＶＲ（天然糊剤：アルギン酸ナトリウム、三晶社製） ２．４％
リンゴ酸（５０％水溶液） ０．５％
リアクタントＭＳ（還元防止剤、ユニ化成社製） １％
ＫＡＴＨＯＮ ＰＦＭ ０．２％
（熱分解性抗菌剤、ＲＯＨＭ ＡＮＤ ＨＡＡＳ製）
（有効成分；５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン
２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン）
水 残
合計 １００％
ＢＯＤ値／ＣＯＤ値 ＝ ０．６５
ＰＶＩ値 ＝ ０．７２
前処理液３を使用する以外は実施例１に準じた。
【００３０】
比較例１
以下の処方と方法からなる前処理液４を作成した。
〔前処理液４〕
サンアルギンＭＶＲ（天然糊剤：アルギン酸ナトリウム、三晶社製）２．４％
マーポローズＭ−２５ ０．６％
（半合成糊剤：メチルセルロース、松本油脂製薬社製）
リンゴ酸（５０％水溶液） ０．５％
リアクタントＭＳ（還元防止剤、ユニ化成社製） １％
水 残
合計 １００％
ＢＯＤ値／ＣＯＤ値 ＝ ０．４８
ＰＶＩ値 ＝ ０．６０
前処理液４を使用する以外は実施例１に準じた。
【００３１】
比較例２
以下の処方と方法からなる前処理液５を作成した。
〔前処理液５〕
ポリビニルアルコール（合成糊剤、クラレ社製） ５％
リンゴ酸（５０％水溶液） ０．５％
リアクタントＭＳ（還元防止剤、ユニ化成社製） １％
ＫＡＴＨＯＮ ＰＦＭ ０．２％
（熱分解性抗菌剤、ＲＯＨＭ ＡＮＤ ＨＡＡＳ製）
（有効成分；５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン
２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン）
水 残
合計 １００％
ＢＯＤ値／ＣＯＤ値 ＝ ０．０１
ＰＶＩ値 ＝ ０．３５
前処理液５を使用する以外は実施例１に準じた。
【００３２】
比較例３
以下の処方と方法からなる前処理液６を作成した。
〔前処理液６〕
ファインガムＨＥ（ＣＭＣ；半合成糊剤、第一工業製薬社製） ３％
リンゴ酸（５０％水溶液） ０．５％
リアクタントＭＳ（還元防止剤、ユニ化成社製） １％
プリベントールＡ−３（抗菌剤、バイエル社製） ０．０５％
（有効成分；Ｎ−（フルオロジクロロメチルチオ）フタルイミド）
水 残
合計 １００％
ＢＯＤ値／ＣＯＤ値 ＝ ０．０３
ＰＶＩ値 ＝ ０．７０
前処理液６を使用する以外は実施例１に準じた。
【００３３】
表１から明白なように、本発明のインクジェット捺染用前処理液は保存安定性に優れ、また本発明のインクジェット捺染用布帛は、環境に優しいという大きなメリットを有する。
これに対し、本発明の処方によらない比較例２〜３は、保存安定性は優れるが、環境汚染の問題があり、分解されにくいため、インク受容体の廃液処理を行うのに時間やコストを用し、有効ではない。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によるインクジェット捺染用前処理液は保存安定性に優れ、作業者の負担を軽減できる。また、本発明によるインクジェット捺染用布帛及びインクジェット捺染方法は、役目を終えたインク受容体が分解可能な状態で廃棄できるため、環境汚染を防止でき地球に優しいという大きな利点を有する。また、本発明によって製造されたインクジェット捺染物は、従来の画質を損なわない鮮明で風合いに優れたものである。
【発明の属する技術分野】
本発明は布帛のインクジェット捺染に関し、さらに詳しくは環境に優しく作業性に優れたインクジェット捺染用前処理液、インクジェット捺染用布帛、及びインクジェット捺染方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インクジェットプリント方式は長足の進歩を遂げ、産業上重要な地位を築きつつある。特に、インクジェット捺染は布帛特有の風合いを有しながらフルカラーの染色が可能であり、従来不可能であった写真調の鮮明な画像を容易に記録する事が出来るため、高付加価値な技術として注目を集めている。
また、インクジェット捺染は小ロット・短納期といった無駄の少ない効率的な加工も可能であり、さらに余分な染料や水を使わないため環境に優しくしかも大幅なコスト削減が可能である等の点から、次世代の捺染方式として、ますますニーズが高まって来ている。
しかし、通常、インクジェット捺染用布帛にはインクの滲みを抑えるためにインク受容層が形成されており、このインク受容層が環境汚染を引き起こす構造物として問題になってきているのが現状である。
【０００３】
例えば特開平０５−１７９５７７号公報ではインク受容層として吸水性樹脂を使用することが開示されているが、そこに提案されている吸水性樹脂はいずれもＰＶＡ等の合成高分子であり、安価であるというメリットはあるが、難分解性物質であるため、環境汚染の問題がある。
また、特開平０６−１４６１７８号公報では、糊剤としてカルボキシメチルセルロースあるいはアルギン酸ナトリウムを使用することが開示されているが、前者は天然のセルロースを加工して水溶性にした物質であるため、性能は優れているが、やはり環境汚染の問題がある。また、後者は天然物であるが故に、腐りやすく、耐熱性にも劣るため、温度変化による経日安定性が得られない。
また、特開平０７−２５２７８５号公報では上記に加え、酸化澱粉、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースも開示されているが、これらが環境汚染を引き起こすことは同様である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来例の問題点を解決し、経日安定性や作業性に優れたインクジェット捺染用前処理液、さらに環境に優しく、かつ従来の画質を損なわないインクジェット捺染用布帛及びインクジェット捺染方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記の問題点を解決するために鋭意努力した結果、生分解性に優れる天然糊剤と熱分解性の抗菌剤を組み合わせることで、前処理液の保存安定性に優れ、かつ前処理としての役割（インクの受容）を終え廃棄されたときに環境に優しいインクジェット捺染用前処理液、インクジェット捺染用布帛、及びインクジェット捺染方法があることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００６】
本発明の要旨は次のとおりである：
（１）天然糊剤及び５０〜２００℃で分解する抗菌剤を含有する前処理液を布帛に付与してインク受容層を形成する工程、抗菌剤を含有するインク受容層をもつ布帛をインクジェットプリントする工程、インクジェットプリントした布帛を熱処理してインク受容層に含まれる抗菌剤を分解する工程、及び前処理液で形成されたインク受容層を洗い流す工程からなることを特徴とするインクジェット捺染方法。
（２）前処理液のＢＯＤ／ＣＯＤ値が０．３〜３の範囲であることを特徴とする上記の方法。
（３）半合成糊剤をも含有することを特徴とする上記の方法。
（４）天然糊剤に対する半合成糊剤の重量％が５〜４０％であることを特徴とする上記の方法。
（５）半合成糊剤がカルボキシメチル化された水溶性多糖類であることを特徴とする上記の方法。
（６）前処理液のＰＶＩ値が０．３〜１．０であることを特徴とする上記の方法。
（７）インク受容層を洗い流した後の廃液を活性汚泥処理に供する上記の方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明について、更に詳細に説明する。
本発明のインクジェット捺染用前処理液、およびインクジェット捺染用布帛に適用するインク受容剤としては、環境に優しい、天然糊剤が用いられる。
天然糊剤の具体例としては、澱粉、ふのり、寒天、アルギン酸ナトリウム、トロロアオイ、トラガントゴム、アラビアゴム、デキストラン、コンニャク粉、にかわ、ゼラチン、カゼイン、コラーゲン、グアーガム、ローカストビーンガム、キサンタンガム、カラギーナン等があげられる。
インクジェット捺染では、飛翔してきたインク滴を滲ませずに吸収する必要があり、特に被記録材が布帛の場合、多量のインク滴を受容する必要があるため、インク受容剤としては吸水性に優れたものが好ましい。また、布帛の内部まで染色するには、インク受容剤も布帛内部にまで浸透させる必要があるため、天然物の中でも流動性に優れるものが好ましい。天然糊剤で上記の条件を満たすものとしてアルギン酸ナトリウム及びグアーガムがあげられる。特に好ましいのはアルギン酸ナトリウムである。
天然糊剤は前処理液中に０．１〜１０重量％含まれることが好ましい。０．１重量％未満では滲み防止効果が小さく１０重量％より大きいと前処理層がムラになり易く均一に付与しにくい。
【０００８】
天然糊剤は腐敗しやすいため環境に優しいが、処理液として保存するのが難しいというデメリットを持っている。また、抗菌剤は前処理液の腐敗を防ぐ効果を有するが一旦加えられるとバクテリアまで殺すため廃棄しにくいと言う大きなデメリットを有している。
本発明では、インク受容体は前処理液中では抗菌剤によって腐敗を防がれ、インク受容体がインク受容という役割を終えて布帛から離れるときは抗菌剤が分解しており腐敗しやすく廃棄が容易という大きな特徴がある。
具体的には、天然糊剤と熱分解性の抗菌剤を含む本発明の前処理液を布帛に付与した後、乾燥工程を通したり、あるいはインクジェット捺染をした後に発色・乾燥・セット等の加熱工程を通すことで、抗菌剤が分解するため、洗い流されたインク受容体を含む廃液は分解しやすく活性汚泥などに存在するバクテリアを死滅させたりしないというわけである。
【０００９】
その際、抗菌剤の分解温度は、加熱処理温度と同程度またはそれ以下である必要がある。通常、布帛の加工における乾燥工程や発色工程等での加熱処理温度は、８０〜２００℃で行われるため、抗菌剤の分解温度は５０〜２００℃であることが必要である。
抗菌剤の分解温度が５０℃以下の場合には常温においても分解が進むことから、経日安定性に劣り、防腐効果を長期間発揮出来ない。つまり、過剰の抗菌剤添加が必要となってしまうため好ましくない。また、２００℃以上で布帛を熱処理することは布帛自体の分解を招くため好ましくない。よって、分解温度が５０〜２００℃の範囲である抗菌剤が選択される。
【００１０】
ここで分解温度とは、抗菌剤を（０．２％）含む前処理液を付与した布帛を５０〜２００℃の温度下で３分間加熱処理した場合、布帛上の抗菌剤の残存率が５０％以下である温度をいう。
本発明の５０〜２００℃で分解する熱分解性抗菌剤の例としては、５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、１，２−ベンゾイソチアゾリン−３−オン、２−メチル−４，５−トリメチレン−４−イソチアゾリン−３−オン、２−オクチル−４−イソチアゾリン−３−オン等のイソチアゾリン系やヘキサヒドロ−１，３，５−トリス−ｓ−トリアジン等のトリアジン系があげられる。これらの化合物は単品で使用しても複数を組み合わせて使用しても良い。なかでも、染着に影響を与えず、経日安定性に富んだイソチアゾリン系、特に５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、または２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オンが好ましい。
【００１１】
本発明の熱分解性抗菌剤は前処理液中に０．００５〜１重量％含まれることが好ましく、０．００５〜０．２重量％が特に好ましい。添加量が０．００５重量％以下になると、防腐効果が認められなくなり、１．０重量％以上になると加熱工程で完全に分解せず、残存してしまうため好ましくない。
本発明の前処理剤は、上記した天然糊剤、熱分解性抗菌剤及び所望により添加する成分を水に溶解させることによって調製される。
【００１２】
本発明の前処理液は、ＢＯＤ／ＣＯＤ値が０．３〜３．０になるように成分や使用量の組み合わせを選択し配合することが好ましい。ＢＯＤとＣＯＤの比は一般に微生物学的分解性の難易を示し、この値が高いと微生物学的分解性がよく、生物学的に処理しやすいといわれる。０．３未満では、生物学的な処理が期待できず、３．０より大きいと、前処理液が腐りやすいため、過剰の防腐剤の添加が必要となり、作業環境面及びコスト面において弊害が生じる。前処理液のＢＯＤ／ＣＯＤ値を上記の範囲に調整することにより、インクジェット記録後にインク受容層を洗い流した際も環境を汚染しにくくなる。
本発明におけるＢＯＤおよびＣＯＤの測定は次の規格に準じて行われる。
ＢＯＤ：ＪＩＳ Ｋ−０１０２ ６項、
ＣＯＤ：ＪＩＳ Ｋ−０１０２ １４項
【００１３】
また、本発明では前処理液あるいはインクジェット捺染用布帛に半合成糊剤を添加することが好ましい。環境に優しい点では天然糊剤に劣るが、合成糊剤と比較すると良好で、天然糊剤と混合することにより、悪影響を与えることなく分解できる。さらに、処理液の温度やｐＨ等に起因する粘度バラツキが小さくなり、また布帛に付与した後も熱的に安定であるため、染めムラのない均染性に優れた捺染物が得られるため、好ましい。
天然糊剤に対する半合成糊剤の重量％は５〜４０％になるように添加するのが好ましい。半合成糊剤が４０％以上になると、均染性には優れるが環境汚染の問題が生ずるため好ましくない。また、５％以下になると前述した効果が認められない。
半合成糊剤の具体例としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチル澱粉、カルボキシメチルグアーガム、カルボキシメチルローカストビーンガム、カルボキシメチルタマリンドガム、カルボキシメチルトラガントガム、カルボキシメチルキサンタンガム等があげられる。
【００１４】
これらのうち、脱糊性、作業性に優れている等の点から、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチル澱粉、カルボキシメチルグアーガム、カルボキシメチルローカストビーンガム、カルボキシメチルタマリンドガム、カルボキシメチルトラガントガム、カルボキシメチルキサンタンガム等のカルボキシメチル化された水溶性多糖類が好ましい。
また、カルボキシメチル化された水溶性多糖類のエーテル化度は０．５〜１．５、特に０．６５〜０．９が好ましい。エーテル化度が１．５を越えると環境汚染を引き起こし、０．５以下だと、水に溶けにくく、粘度のバラツキが大きい等の作業性に問題を生ずる。
【００１５】
また、インク受容層を形成する処理液のＰＶＩ値は、被記録材がある程度の厚みを有する布帛であるため、流動性に優れた０．３〜１．０の範囲であるのが好ましい。０．３以下になると流動性が悪いため、所謂メッチャになりやすく、１．０以上だと、流動性が良すぎるため、塗布量が多くなりコスト面で無駄が大きくなる。
ここで、ＰＶＩ値とはＢ型粘度計を用い６０ｒｐｓの速度で回転させたときの粘度Ａ（ｃｐｓ）と６ｒｐｓの速度で回転させたときの粘度Ｂ（ｃｐｓ）との商Ａ／Ｂを示す。
【００１６】
また、前処理液を付与する方法としては、パッド法、スプレー法、浸漬法、コーティング法、ラミネート法、グラビア法、インクジェット法、スクリーン法、ローラー法、ロータリー法等のいずれの方法でも可能である。
さらにまた、本発明の前処理液には、揮発防止剤、触媒、吸油剤、消泡剤、保持剤、可塑剤、油脂、ワックス、粘度調整剤、熱硬化性樹脂、架橋剤、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、耐光向上剤、酸化防止剤、体質顔料、蛍光増白剤、吸着剤、還元防止剤、金属イオン封鎖剤、増量剤、吸湿剤、浸透剤、電解質、香料、消臭剤、防虫剤等を添加することが可能である。
本発明のインクジェット捺染方法では、布帛に前処理液を付与し、インクジェットプリント後、洗浄処理までの間に抗菌剤の分解温度より高温で加熱処理する。
【００１７】
また、インクジェット捺染方法としては、荷電変調方式、マイクロドット方式、帯電噴射制御方式、インクミスト方式などの連続方式、ピエゾ方式、バブルジェット方式、静電吸引方式などのオン・デマンド方式などいずれも採用可能である。
本発明で用いられる布帛用の繊維素材としては、具体的に綿、絹、麻、羊毛等の天然繊維、レーヨン、キュプラ等の再生繊維、ジアセテート、トリアセテート等の半合成繊維、アクリル、ポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリウレタン等の合成繊維等があげられ、これらは単独で用いても、複合して用いてもよい。
また、着色剤は直接染料、分散染料、反応性染料、酸性染料、塩基性染料、カチオン染料、金属錯塩染料、油溶性染料、顔料等があげられ、被記録材となる繊維素材に合わせて適宜選択し使用できる。
【００１８】
【実施例】
以下、具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【００１９】
実施例１
以下の処方と方法からなる前処理液１を作成した。
〔前処理液１〕
サンアルギンＭＶＲ（天然糊剤：アルギン酸ナトリウム、三晶社製） ２．４％
マーポローズＭ−２５ ０．６％
（半合成糊剤：メチルセルロース、松本油脂製薬社製）
染色酸（リンゴ酸５０％水溶液） ０．５％
リアクタントＭＳ（還元防止剤、ユニ化成社製） １％
ＫＡＴＨＯＮ ＰＦＭ ０．２％
（熱分解性抗菌剤、ＲＯＨＭ ＡＮＤ ＨＡＡＳ製）
（有効成分；５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン
２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン）
水 残
合計 １００％
ＢＯＤ値／ＣＯＤ値 ＝ ０．４８
ＰＶＩ値 ＝ ０．５８
【００２０】
上記のサンアルギンＭＶＲ、マーポローズＭ−２５、染色酸、およびリアクタントＭＳを水に混合して３０分間攪拌した後、得られた溶液にＫＡＴＨＯＮ ＰＦＭを加え、さらに１０分間攪拌することにより、前処理液１を得た。
ポリエステル１００％の立毛布帛に通常の糊抜き精練を行った。
次いで前記の前処理液１をロータリースクリーン法で前記布帛の被記録面より付与した。
次いで、予め入力されたデータに基づき、ノズルから噴射する圧力、ノズルの開閉、被記録材の位置、カートリッジの走行等をコンピュータ制御し、インクジェット法にてインクの付与を行った。
【００２１】
処方及び条件を以下に示す。
〔インク処方〕
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ １２７ ５％
陰イオン界面活性剤 ４％
信越シリコーンＫＭ−７０（消泡剤、信越化学工業社製） ０．０５％
エチレングリコール ３％
珪酸 ０．１％
イオン交換水 残
合計 １００％
〔インクジェット条件〕
記録装置：オンデマンド方式シリアル走査型記録装置
ノズル径：５０μｍ
駆動電圧：１００Ｖ
周波数 ：５ｋＨｚ
解像度 ：３６０ｄｐｉ
次いで、１５０℃で１０分間湿熱処理を行った。
【００２２】
その後、以下の条件で浴比１：１００の割合で洗浄液に浸し、８０℃で３０分間処理を行い、乾燥して捺染物を得た。
〔洗浄条件〕
水酸化ナトリウム １％
リポトールＴＣ―３００（ソーピング剤、日華化学社製） ０．２％
温水 残
合計 １００％
【００２３】
評価方法
上記のようにして作成された前処理液及び捺染物に対し、以下のような評価を行った。その結果を表１に示す。
１）前処理液の経日安定性
２５℃の恒温室に前処理液を放置し、１日毎にＢ型粘度計により粘度を測定した。粘度が急激に低下するまでの日数を、前処理液の安定な日数として評価した。
判定基準
値が大きいほど安定である
【００２４】
２）インク受容層の熱安定性
インク受容層の熱安定性を加熱温度による捺染物の濃度バラツキで評価した。１７０℃で乾燥した後、インクジェット記録した捺染物Ａと１５０℃で乾燥した後、インクジェット記録した捺染物Ｂの濃度差をＫ／Ｓ値（反射率）により測定した。
濃度差＝（ＢのＫ／Ｓ値）―（ＡのＫ／Ｓ値）
判定基準
値が大きいほどバラツキが大きく、耐熱性が低い
【００２５】
３）廃液の分解性
前処理液付与、乾燥、インクジェットプリント、発色、洗浄という一連の工程を終え、洗い流されたインク受容層を含む廃液を回収し、２８±２℃の恒温槽中に保持した。腐敗液（ペプトン、塩化ナトリウム、肉エキス及び菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ、 Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ、 Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）からなり、菌の存在率が１０５個／ｍｌとなるように調整したもの）を回収した廃液に１％添加し、２日間培養した後、生菌数計測を行い生菌への影響力を下記のように評価した。
判定基準
○＝生菌数が１０４個／ｍｌ以上
△＝生菌数が１０２個／ｍｌ以上１０４個／ｍｌ未満
×＝生菌数が１０２個／ｍｌ未満
【００２６】
実施例２
以下の処方と方法からなる前処理液２を作成した。
〔前処理液２〕
サンアルギンＭＶＲ（天然糊剤：アルギン酸ナトリウム、三晶社製） ２．７％
ファインガムＨＥ（半合成糊剤：ＣＭＣ、第一工業製薬社製） ０．３％
染色酸（リンゴ酸５０％水溶液） ０．５％
リアクタントＭＳ（還元防止剤、ユニ化成社製） １％
ベストサイド２００Ｋ（熱分解性抗菌剤；大日本インキ化学工業製）０．０５％
（有効成分；１，２―ベンゾイソチアゾリン−３−オン）
水 残
合計 １００％
ＢＯＤ値／ＣＯＤ値 ＝ ０．５６
ＰＶＩ値 ＝ ０．７０
上記のサンアルギンＭＶＲ、ファインガムＨＥ、染色酸、およびリアクタントＭＳを水に混合して３０分間攪拌した後、得られた溶液にベストサイド２００Ｋを加え、さらに１０分攪拌することにより、前処理液２を得た。
前処理液２を使用する以外は実施例１に準じ評価した。
【００２７】
実施例３
立毛布帛を使用する代わりにポリエステルスパンデックス布を使用した。
その他の工程は実施例１に準じた。
【００２８】
実施例４
前処理液の付与方法をロータリースクリーン法の代わりにコーティング法で行った。
その他の工程は実施例１に準じた。
【００２９】
実施例５
以下の処方と方法からなる前処理液３を作成した。
〔前処理液３〕
サンアルギンＭＶＲ（天然糊剤：アルギン酸ナトリウム、三晶社製） ２．４％
リンゴ酸（５０％水溶液） ０．５％
リアクタントＭＳ（還元防止剤、ユニ化成社製） １％
ＫＡＴＨＯＮ ＰＦＭ ０．２％
（熱分解性抗菌剤、ＲＯＨＭ ＡＮＤ ＨＡＡＳ製）
（有効成分；５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン
２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン）
水 残
合計 １００％
ＢＯＤ値／ＣＯＤ値 ＝ ０．６５
ＰＶＩ値 ＝ ０．７２
前処理液３を使用する以外は実施例１に準じた。
【００３０】
比較例１
以下の処方と方法からなる前処理液４を作成した。
〔前処理液４〕
サンアルギンＭＶＲ（天然糊剤：アルギン酸ナトリウム、三晶社製）２．４％
マーポローズＭ−２５ ０．６％
（半合成糊剤：メチルセルロース、松本油脂製薬社製）
リンゴ酸（５０％水溶液） ０．５％
リアクタントＭＳ（還元防止剤、ユニ化成社製） １％
水 残
合計 １００％
ＢＯＤ値／ＣＯＤ値 ＝ ０．４８
ＰＶＩ値 ＝ ０．６０
前処理液４を使用する以外は実施例１に準じた。
【００３１】
比較例２
以下の処方と方法からなる前処理液５を作成した。
〔前処理液５〕
ポリビニルアルコール（合成糊剤、クラレ社製） ５％
リンゴ酸（５０％水溶液） ０．５％
リアクタントＭＳ（還元防止剤、ユニ化成社製） １％
ＫＡＴＨＯＮ ＰＦＭ ０．２％
（熱分解性抗菌剤、ＲＯＨＭ ＡＮＤ ＨＡＡＳ製）
（有効成分；５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン
２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン）
水 残
合計 １００％
ＢＯＤ値／ＣＯＤ値 ＝ ０．０１
ＰＶＩ値 ＝ ０．３５
前処理液５を使用する以外は実施例１に準じた。
【００３２】
比較例３
以下の処方と方法からなる前処理液６を作成した。
〔前処理液６〕
ファインガムＨＥ（ＣＭＣ；半合成糊剤、第一工業製薬社製） ３％
リンゴ酸（５０％水溶液） ０．５％
リアクタントＭＳ（還元防止剤、ユニ化成社製） １％
プリベントールＡ−３（抗菌剤、バイエル社製） ０．０５％
（有効成分；Ｎ−（フルオロジクロロメチルチオ）フタルイミド）
水 残
合計 １００％
ＢＯＤ値／ＣＯＤ値 ＝ ０．０３
ＰＶＩ値 ＝ ０．７０
前処理液６を使用する以外は実施例１に準じた。
【００３３】
表１から明白なように、本発明のインクジェット捺染用前処理液は保存安定性に優れ、また本発明のインクジェット捺染用布帛は、環境に優しいという大きなメリットを有する。
これに対し、本発明の処方によらない比較例２〜３は、保存安定性は優れるが、環境汚染の問題があり、分解されにくいため、インク受容体の廃液処理を行うのに時間やコストを用し、有効ではない。
【００３４】
【表１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によるインクジェット捺染用前処理液は保存安定性に優れ、作業者の負担を軽減できる。また、本発明によるインクジェット捺染用布帛及びインクジェット捺染方法は、役目を終えたインク受容体が分解可能な状態で廃棄できるため、環境汚染を防止でき地球に優しいという大きな利点を有する。また、本発明によって製造されたインクジェット捺染物は、従来の画質を損なわない鮮明で風合いに優れたものである。
Claims (7)
- 天然糊剤及び５０〜２００℃で分解する抗菌剤を含有する前処理液を布帛に付与してインク受容層を形成する工程、抗菌剤を含有するインク受容層をもつ布帛をインクジェットプリントする工程、インクジェットプリントした布帛を熱処理してインク受容層に含まれる抗菌剤を分解する工程、及び前処理液で形成されたインク受容層を洗い流す工程からなることを特徴とするインクジェット捺染方法。
- 前処理液のＢＯＤ／ＣＯＤ値が０．３〜３の範囲であることを特徴とする請求項１記載の方法。
- 半合成糊剤をも含有することを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
- 天然糊剤に対する半合成糊剤の重量％が５〜４０％であることを特徴とする請求項３記載の方法。
- 半合成糊剤がカルボキシメチル化された水溶性多糖類であることを特徴とする請求項３又は４記載の方法。
- 前処理液のＰＶＩ値が０．３〜１．０であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の方法。
- インク受容層を洗い流した後の廃液を活性汚泥処理に供する請求項１〜６のいずれか１項記載の方法。
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