JP6945674B2 - 水性顔料捺染のための前処理液及び布地に模様を形成する方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１９年５月６日出願の台湾特許出願第１０８１１５４８０号の利益を主張し、その事項が参照によりここに取り込まれる。

本開示は、水性顔料捺染（ｔｅｘｔｉｌｅ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）のための前処理液及びそれを用いて布地に模様を形成する方法に関し、より具体的には、後に塗布されるインクの堅牢性を高める、水性顔料捺染のための前処理液及びそれを用いて布地に模様を形成する方法に関する。

顔料系インクがインクジェット印刷のための濃色のファブリック又は布地上に塗布又は噴霧される場合、まず濃色のファブリックを前処理液でコーティングしてから、インクの堅牢性を向上し又は白色インクの浸透を防止するためにプライマーとして白色インクを用いることが必要となる。淡色のファブリックについては、後に塗布又は噴霧される顔料系カラーインクの彩度が向上し得るように、まず前処理液がファブリックに塗布され得る。

従来の前処理液は、多くの場合、水性カチオンイオン性樹脂又は水性非イオン性樹脂を用いている。しかし、水性カチオンイオン性樹脂を用いる前処理液は配合安定性が低く、広範には使用できない。一方、水性非イオン性樹脂を用いるものは、架橋剤の欠如に起因して、その後に塗布されるインクの堅牢性が充分でないという欠点を有する。

またさらに、市場では、デュポン社製白色インク系列が未だに主流であり、種々の前処理液の開発者はデュポン製品の適用性を標準として採用する。しかし、現在開発中の前処理液の多くは、デュポン社製白色インク系列には適していない。主な欠点は、白色インクが浸透することによって白色度が低下し、堅牢性の性能が低くなることである。デュポン社自体によって開発された前処理液については、デュポン社製白色インク系列とともに使用される場合にクラックを生じることがあるため、摩擦堅牢性に改善の余地がある。

上記観点から、前述した問題を解決し、後に塗布又は噴霧されるインクの堅牢性を高めることができる、水性顔料捺染のための前処理液を開発することの切迫したニーズがある。

本開示の課題は、後にコーティングされるインクの堅牢性を高め、白色インクの浸透を防止し、又はカラーインクの彩度を高めることができる、水性顔料捺染のための前処理液を提供することである。

本開示の水性顔料捺染のための前処理液は、１重量％〜３０重量％の水性非イオン性ポリウレタンと、１重量％〜２０重量％の金属塩と、０．１重量％〜１０重量％のメラミン樹脂と、溶剤である残余部分とを含む。

本開示の前処理液は、水性顔料捺染のための前処理液である。本開示の前処理液では、水性非イオン性ポリウレタンを含むことに加えて、架橋剤として作用するメラミン樹脂との組合せでも使用され、それにより、後にコーティングされるインクは良好な堅牢性特性を呈し得る。同時に、後に塗布されるインクが白色インクである場合、それは良好な白色度をさらに呈することができ、後に塗布されるインクがカラーインクである場合にはそれは良好な色均一性を呈し得る。

本開示の前処理液は、１重量％〜３０重量％の水性非イオン性ポリウレタンを含み得る。好ましくは、本開示の前処理液は、１重量％〜２０重量％の水性非イオン性ポリウレタンを含む。より好ましくは、本開示の前処理液は、５重量％〜１５重量％の水性非イオン性ポリウレタンを含む。最も好ましくは、本開示の前処理液は、８重量％〜１２重量％の水性非イオン性ポリウレタンを含む。本開示の実施形態では、前処理液は、約１０重量％の水性非イオン性ポリウレタンを含む。

本開示の前処理液では、水性非イオン性ポリウレタンは、水分散性非イオン性ポリウレタンである。好ましくは、水性非イオン性ポリウレタンは、ポリオール及びポリイソシアナートによって重合されたポリウレタン水性樹脂であるポリオールによるポリウレタン水性樹脂である。より好ましくは、水性非イオン性ポリウレタンは、親水性ポリオールによるポリウレタン水性樹脂である。最も好ましくは、水性非イオン性ポリウレタンは、高い親水性のポリオールによるポリウレタン水性樹脂である。

本開示の前処理液は、１重量％〜２０重量％の金属塩を含み得る。好ましくは、本開示の前処理液は、５重量％〜１５重量％の金属塩を含む。好ましくは、本開示の前処理液は、８重量％〜１２重量％の金属塩を含む。本開示実施形態では、前処理液は、約１０重量％の金属塩を含む。

本開示の前処理液では、金属塩は、特に限定されないが、多価金属塩、例えば、二価、三価又は四価の金属塩であり得る。例えば、金属塩は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｓｎ又はＰｂを含む金属塩であり得る。本開示の実施形態では、金属塩は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ａｌ又はＧａを含む金属塩である。本開示の他の実施形態では、金属塩は、Ｃａを含む金属塩である。本開示の更なる他の実施形態では、金属塩は、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、硝酸カルシウム水和物又はその組合せである。本開示の更なる実施形態では、金属塩は、塩化カルシウムである。ここで、前記金属塩は、単独で又は組合せにおいて使用され得る。金属塩を含有する前処理液を用いることによって、後に布地に塗布される白色インク又はカラーインクが濃縮されて白色インク膜又はカラーインク膜を形成することができる。

本開示の前処理液は、架橋剤として作用する０．１重量％〜１０重量％のメラミン樹脂を含み得る。好ましくは、本開示の前処理液は、０．１重量％〜５重量％のメラミン樹脂を含む。より好ましくは、本開示の前処理液は、０．１重量％〜３重量％のメラミン樹脂を含む。最も好ましくは、本開示の前処理液は、０．３重量％〜１．５重量％のメラミン樹脂を含む。本開示の実施形態では、前処理液は、約０．６重量％のメラミン樹脂を含む。本開示の他の実施形態では、前処理液は、約１．０重量％のメラミン樹脂を含む。本開示の更なる他の実施形態では、前処理液は、約１．２重量％のメラミン樹脂を含む。

本開示の前処理液では、メラミン樹脂はメチル−エーテル化高イミノ−メラミン樹脂（ｍｅｔｈｙｌ−ｅｔｈｅｒｉｆｉｅｄ ｈｉｇｈ−ｉｍｉｎｏ ｍｅｌａｍｉｎｅ ｒｅｓｉｎ）であってもよく、その具体例はＣｙｍｅｌ３２７又はＣｙｍｅｌ３８５を含む。本開示の前処理液では、メラミン樹脂は高メチル−エーテル化メラミン樹脂（ｈｉｇｈ−ｍｅｔｈｙｌ−ｅｔｈｅｒｉｆｉｅｄ ｍｅｌａｍｉｎｅ ｒｅｓｉｎ）であってもよく、その具体例はＣｙｍｅｌ３０３又はＣｙｍｅｌ３５０を含む。ここで、上記の例示されるメラミン樹脂は、単独で又は組合せにおいて使用され得る。

本開示の前処理液は、０．０１重量％〜２重量％の湿潤剤をさらに含み得る。本開示の前処理液は、好ましくは０．０１重量％〜１重量％の湿潤剤、より好ましくは０．１重量％〜０．５重量％の湿潤剤を含む。本開示の実施形態では、前処理液は、約０．３重量％の湿潤剤を含む。

ここで、湿潤剤の種類は、ポリエーテル変性シロキサン湿潤剤（例えば、ＢＹＫ３４８及びＳｉｌｗｅｔ Ｌ−７２８０）又はシロキサンを有さない非イオン性湿潤剤（例えば、ｓｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）４６５）を含む。

本開示の前処理液では、用いられる溶剤は水である。

上述の前処理液に加えて、本開示は、上述の前処理液を用いて布地に模様を形成する方法をさらに提供する。方法は、上記水性顔料捺染のための布地及び前処理液を提供する工程と、前記前処理液を前記布地の所定領域に塗布して高温硬化に進む工程と、前記所定領域を白色ペースト又はカラーペーストでコーティングして白色模様又はカラー模様を形成する工程とを含む。

本開示の方法では、布地は、濃色のファブリック又は淡色のファブリックであり得る。ファブリックの種類の具体例は、これに限定されないが、綿、リネン、毛織物、絹布、化学繊維布、ナイロン布、不織布などを含む。

さらに、本開示の方法では、前処理液の高温硬化は、１３０℃と１６５℃の間で行われ得る。高温硬化によって、架橋された水性非イオン性ポリウレタンは、高い強度の架橋を有し得る。

本開示の他の課題、有利な効果、新規な構成は、付随する図表と併せて以下の詳細な説明からより明らかとなる。

以下の実施形態は、付随する図表とともに読まれることによって本開示の上記の及び他の技術的内容、構成及び／又は効果を明確に示すことになる。具体的な実施形態による説明を通じて、上記課題を達成するために本開示が採用する技術的手段及び効果を人々はより深く理解することになる。さらに、ここに開示される内容は当業者に容易に理解されるべきでありかつ実施可能であるので、本開示の概念から逸脱しない全ての均等な変更又は変形は、後続の特許請求の範囲によって包含されるべきものである。

特に断りがない限り、本明細書及び特許請求の範囲において使用される単数の文言「ａ」又は「ｔｈｅ」は、１又は複数の対象を含む。

特に断りがない限り、本明細書及び特許請求の範囲において使用される用語「又は／若しくは」は、「及び／又は」の意味を含む。

試験例１
本開示の以下の実施例及び比較例において、実施例１〜４及び比較例１〜５の水性顔料捺染のための前処理液を、以下の表１における配合に従って調製した。

実施例１〜４及び比較例１〜５の調製された前処理液を３／１黒色コットンツイルに手動的又は自動的に塗布してから、１３０℃と１６５℃の間での高温硬化及び乾燥を行った。その後、白色インク（デュポン（商標）Ａｒｔｉｓｔｒｉ Ｐ５９１０ 白色ＤＴＧインク）を、ＡＰＥＸ直接印刷機（エプソン社、ＤＸ５）によって前処理液でコーティングされた領域に噴霧した。白色度試験、乾燥摩擦堅牢性試験、湿潤摩擦堅牢性試験及び洗濯堅牢性試験を、乾燥及び色固着の後に行った。

白色度試験
白色インクでコーティングされた３／１黒色コットンツイル（ｃｏｔｔｏｎ ｔｗｉｌｌ）に対してＤａｔａｃｏｌｏｒ４００色測定を行った。色測定データはＣＩＥ白色度値であり、光源はＤ６５であった。

乾燥摩擦堅牢性試験（ＡＡＴＣＣ８）
「乾燥」黒色ツイル（スクラッチクロス、３／１黒色コットンツイルと同じである）を白色インクで印刷された布上で前後に１０回擦った。レーティングは、汚染（黒色布）及び退色の双方の総合的評価値である。

湿潤摩擦堅牢性試験（ＡＡＴＣＣ８）
「湿潤」黒色ツイル（スクラッチクロス、３／１黒色コットンツイルと同じである）（湿潤させるために水に浸漬してから脱水機で２分間乾燥させたもの）を白色インクで印刷された布上で前後に１０回擦った。レーティングは、汚染（黒色布）及び退色の双方の総合的評価値である。

洗濯堅牢性試験（ＡＡＴＣＣ３Ａ）
洗濯堅牢性試験のための配合及び工程は以下の通りである。
ａ）石鹸剤の配合：１００ｇのＨ_２Ｏ＋０．１５ｇのＷＯＢ。
ｂ）布（５ｃｍ×１５ｃｍ）及び１０６．７ｇのスチールビーズ（約１００片）を各スチールボトルに入れる工程、５０ｇの水性石鹸剤を添加する工程、７０℃で４５分間洗濯する工程、及びその後に布を濯ぎ、オーブンにおいて６０℃で乾燥させる工程。

以下、白色度試験、乾燥摩擦堅牢性試験、湿潤摩擦堅牢性試験及び洗濯堅牢性試験の試験結果を表２に列挙した。

上記表２の結果に示すように、比較例１〜４の前処理液は、これらの堅牢性試験において良い性能を発揮しなかった。比較例５の前処理液は、ＰＶＡ架橋剤の使用に起因して、より良好な乾燥摩擦堅牢性及び湿潤摩擦堅牢性を呈したが、それでも洗濯堅牢性は良好ではなかった。これに対して、実施例１〜４の前処理液は、メラミン樹脂を架橋剤として用いる場合に、（１３０℃と１６５℃の間での）高温硬化下でより高い架橋の強度を呈することができる。それは、白色度だけでなく、洗濯堅牢性、乾燥摩擦堅牢性及び湿潤摩擦堅牢性を含む堅牢性の試験において優秀な性能を有する。

試験例２
この試験例では、試験例１で調製された実施例３の前処理液及びデュポン社製前処理液Ｐ５１００を試験のために用いた。この試験例では、インクジェット印刷の条件は、試験例１で説明したものと同じであり、再度説明しない。以下、乾燥摩擦堅牢性試験、湿潤摩擦堅牢性試験及び洗濯堅牢性試験の試験結果を表３に列挙する。

上記表３の結果に示すように、実施例３の前処理液はデュポン社製インクとともに使用される場合、白色性が良好なだけでなく、デュポン社製前処理液と比較して、より鮮明な印刷画像が取得可能であり、堅牢性試験も良好な性能となる。

試験例３
この試験例では、試験例１で調製された実施例３の前処理液及びデュポン社製前処理液Ｐ５１００を試験のために用いた。この試験例においては、試験例１ではデュポン社製インクが使用されたのに対してこの試験例では台湾特許出願第１０７１１５６３１号の表６に示す白色インクが使用された点を除き、インクジェット印刷の条件は試験例１で説明したものと同じであった。以下、乾燥摩擦堅牢性試験、湿潤摩擦堅牢性試験及び洗濯堅牢性試験の試験結果を表４に列挙する。

上記表４の結果に示すように、実施例３の前処理液が台湾特許出願第１０７１１５６３１号の白色インクとともに使用される場合、乾燥摩擦堅牢性試験、湿潤摩擦堅牢性試験及び洗濯堅牢性試験の全ては、グレード４〜５の性能を有する。

試験例４
この試験例では、試験例１で調製された実施例３の前処理液を試験のために用いた。この試験例においては、試験例１は３／１黒色コットンツイル及びデュポン社製白色インクを用いたのに対してこの試験サンプルは３／１白色コットンツイル及びカラーインクのデュポン社製Ｐ５９１０シリーズを用いた点を除き、インクジェット印刷の条件は試験例１で説明したものと同じである。

この試験例では、熱硬化の後に、実施例３の前処理液を用いて形成された顔料系インクと、実施例３の前処理液を用いないで形成された顔料系インクと、の間で色強度の差が比較された。ここで、前処理液なしのサンプルの積分（Ｉｎｔｅｇ）値を１００％に設定した。以下、試験結果を表５に列挙する。

上記表５の結果に示すように、顔料系インクが熱硬化された後に、積分値は実施例３の前処理液の使用によって増加し、これは色強度の増加を意味する。同時に、顔料系インク及びファブリックは、実施例３の前処理液の使用下で良好な堅牢性特性及び色均一性を有した。

まとめると、本開示の水性顔料捺染のための前処理液が濃色のファブリックに塗布されると、白色インクのインク堅牢性が向上可能となり、白色インクの浸透が防止可能となる。さらに、本開示の水性顔料捺染のための前処理液が淡色のファブリックに対して用いられると、顔料系カラーインクの彩度及び色均一性が向上可能となる。

本開示がその好適な実施形態との関連において説明されたが、他の多数の可能な変形例及びバリエーションが、以降に特許請求される開示の趣旨及び範囲から逸脱することなくなされ得ることが理解されるべきである。

Claims (13)

1. 水性顔料捺染のための前処理液であって、
   １重量％〜３０重量％の水性非イオン性ポリウレタンと、
   １重量％〜２０重量％の塩化カルシウムと、
   ０．１重量％〜１０重量％のメラミン樹脂と、
   溶剤である残余部分と、
   を具備する前処理液。
2. ０．０１重量％〜２重量％の湿潤剤をさらに具備する請求項１に記載の前処理液。
3. 前記水性非イオン性ポリウレタンが、ポリオールによるポリウレタン水性樹脂である、請求項１に記載の前処理液。
4. 前記メラミン樹脂が、メチル−エーテル化イミノ−メラミン樹脂である、請求項１に記載の前処理液。
5. 前記メラミン樹脂が、メチル−エーテル化メラミン樹脂である、請求項１に記載の前処理液。
6. 前記溶剤が水である、請求項１に記載の前処理液。
7. 布地に模様を形成する方法であって、
   水性顔料捺染のための布地及び前処理液を提供する工程であって、該前処理液が、
   １重量％〜３０重量％の水性非イオン性ポリウレタンと、
   １重量％〜２０重量％の塩化カルシウムと、
   ０．１重量％〜１０重量％のメラミン樹脂と、
   溶剤である残余部分と、
   を具備する、工程と、
   前記前処理液を前記布地の所定領域に塗布して高温硬化に進む工程と、
   前記所定領域を白色ペースト又はカラーペーストでコーティングして白色模様又はカラー模様を形成する工程と、
   を具備する方法。
8. 前記高温硬化が、１３０℃と１６５℃の間で行われる、請求項７に記載の方法。
9. 前記前処理液が、０．０１重量％〜２重量％の湿潤剤をさらに具備する、請求項７に記載の方法。
10. 前記水性非イオン性ポリウレタンが、ポリオールによるポリウレタン水性樹脂である、請求項７に記載の方法。
11. 前記メラミン樹脂が、メチル−エーテル化イミノ−メラミン樹脂である、請求項７に記載の方法。
12. 前記メラミン樹脂が、メチル−エーテル化メラミン樹脂である、請求項７に記載の方法。
13. 前記溶剤が水である、請求項７に記載の方法。