JP7059527B2 - 処理液組成物、インクジェット捺染方法、および布帛 - Google Patents
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Description
本実施形態の処理液組成物(以降、単に「処理液」ともいう。)は、インク組成物を塗工(捺染)して印捺物を製造する際に、印捺物の基材となる布帛に対して、予め付着して用いる。また、インク組成物を捺染する塗布方法には、インクジェット法を採用することが好ましい。インクジェット法とは、インクジェットプリンターなどのインクジェットヘッドから、インク組成物の微小な液滴を吐出させる方法であって、該方法を採用した捺染をインクジェット捺染という。以下、本実施形態に係る処理液に含有される各成分について説明する。なお、本実施形態のインク組成物は、顔料捺染(色材に顔料を採用したインク組成物による捺染)に用いる、水系の顔料インク組成物を例に挙げる。
カチオン性化合物は、インク組成物中の成分を凝集させる機能を有している。すなわち、印捺物を製造する際に、処理液を付着させた布帛へインク組成物を捺染すると、処理液に含まれていたカチオン性化合物が、顔料や樹脂微粒子(エマルジョン)などに作用することによって粒子同士の凝集を促進し、布帛を構成する繊維の間隙あるいは内部に吸収されることを抑制する。そのため、印捺物における顔料の発色を向上させることができる。これに加えて、カチオン性化合物は、インク組成物の粘度を高める機能も有している。そのため、インク組成物の布帛内部への過剰な浸透が抑制されると共に、にじみやブリードの発生を低減することができる。
ベタインとは、正電荷および負電荷を同一分子内に持ち、分子全体としては電荷を持たない化合物を指す。詳しくは、例えば、第4級アンモニウムカチオンなどの正電荷と、カルボキシラートアニオンなどの負電荷とを、同一分子内の隣り合わない位置に持ち、正電荷を持つ原子には、解離可能な水素原子が結合していない分子内塩化合物が挙げられる。
水は、本実施形態の処理液の主な媒体である。水は、処理液を布帛に付着させた後に、乾燥によって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、限外ろ過水、逆浸透水、蒸留水などの純水、なら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採用可能である。また、紫外線照射や過酸化水素の添加などによって滅菌した水を使用すると、処理液を長期間保存する場合に、カビやバクテリアの発生を抑制することができる。
処理液には、樹脂エマルションを添加してもよい。樹脂エマルションを添加することによって、インク組成物に含まれる顔料の、布帛に対する定着性をより向上させることができる。また、処理液やインク組成物が布帛の内部へ過剰に浸透するのを抑制する目止め剤として、樹脂エマルションを用いてもよい。
処理液には、さらに界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤は、処理液の表面張力を低下させて、布帛に対する浸透性を高める機能を有している。界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられ、これらのうち少なくとも1種が採用可能である。
処理液には、pH調整剤、防腐剤、防かび剤、酸化防止剤、キレート剤などの種々の添加剤や有機溶剤を添加してもよい。
処理液は、上述した各成分を任意の順序で混合し、必要に応じてろ過などを実施して不純物や異物などを除去することで調製することができる。各成分の混合方法としては、メカニカルスターラー、マグネティックスターラーなどの撹拌装置を備えた容器に、材料(成分)を順次添加して撹拌、混合する方法が用いられる。ろ過方法としては、遠心ろ過、フィルターろ過などが採用可能である。
処理液の物性は、布帛の種類や、布帛へ付着させる方法(塗布方法)などによって、任意に調節される。処理液の塗布方法は後述する。
次に、本実施形態の処理液を付着させた布帛に捺染し、印捺物を製造するために用いるインク組成物について説明する。上述したように、本実施形態に係るインク組成物は、捺染用の水系インク組成物であり、好ましくはインクジェット捺染用の水系インク組成物である。以下、本実施形態のインク組成物に含まれる成分から説明する。
本実施形態のインク組成物は、色材として染料または顔料を用いる。染料としては、例えば、酸性染料、塩基性染料などの水溶性染料、分散剤(界面活性剤)を併用する分散染料、反応性染料などが挙げられる。染料は、染料の分子と、布帛の形成材料が有する官能基とが化学結合を形成して、染着することにより捺染がなされる。これらの染料は、公知のものが採用可能である。
本実施形態のインク組成物は、上述したように水系の顔料インク組成物であり、水は、本実施形態のインク組成物の主な媒体である。インク組成物が布帛に塗布されると、水は布帛から乾燥によって蒸発飛散する。水としては、上述した処理液と同様なものが採用可能である。インク組成物に含まれる水の含有量は、例えば、インク組成物の全質量に対して、30質量%以上、90質量%以下であり、好ましくは40質量%以上、85質量%以下であり、より好ましくは50質量%以上、80質量%以下である。水の含有量を上記の範囲内にすることにより、インク組成物の粘度の増大を抑えることができる。なお、本明細書において、「水系のインク組成物」とは、インク組成物の全質量に対する水の含有量が、30質量%以上のインク組成物を指すものとする。
インク組成物には、有機溶剤を添加してもよい。有機溶剤を添加することにより、粘度、表面張力などの物性や、布帛に塗布した際の乾燥、浸透などの挙動を調節することができる。有機溶剤としては、例えば、2-ピロリドン類、1,2-アルカンジオール類、多価アルコール類、グリコールエーテル類などが挙げられる。これらは、1種単独または2種以上を用いることが可能である。
インク組成物には、界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤は、インク組成物の表面張力を低下させて、布帛に対する浸透性を高める機能を有している。界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられ、これらのうち少なくとも1種が採用可能である。これらの界面活性剤は、上述した処理液と同様なものが採用可能である。
インク組成物には、キレート剤を添加してもよい。キレート剤は、金属イオンなどを捕捉する機能を有している。そのため、インク組成物にキレート剤を用いると、インク組成物中に不純物として含まれたり、インク組成物が接触する部材から混入したりした金属イオンを捕捉して、金属イオンに由来する異物の発生を低減することができる。キレート剤としては、例えば、エチレンジアミン4酢酸塩(EDTA)、エチレンジアミンのニトリロ3酢酸塩、ヘキサメタリン酸塩、ピロリン酸塩、メタリン酸塩などが挙げられる。
インク組成物には、pH調整剤を添加してもよい。pH調整剤としては、特に限定されないが、例えば、有機塩基、無機塩基が挙げられる。これらのpH調整剤を用いて、インク組成物のpHを7.5以上、10.5以下の範囲に調整することが好ましい。インク組成物のpHを上記範囲とすることにより、インクジェットヘッドを含むインクジェット捺染装置などにおいて、撥インク膜などの部材の腐食を抑えることができる。
インク組成物には、定着剤として樹脂を添加してもよい。樹脂を添加することによって、印捺物の洗濯堅牢性、摩擦堅牢性がさらに向上すると共に、布帛の毛羽立ちを抑えることができる。樹脂としては、上述した処理液と同様な樹脂エマルションが採用可能である。樹脂エマルションの他に、水溶性樹脂を用いてもよい。水溶性樹脂としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、酢酸セルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどやこれらの塩が挙げられる。
インク組成物には、その他の成分として、酸化防止剤、処理液と同様な防腐剤や防かび剤、などの種々の添加剤を適宜用いてもよい。
本実施形態に係るインク組成物は、上述した成分を任意の順序で混合し、必要に応じてろ過などを実施して不純物や異物などを除去することで調製することができる。各成分の混合方法としては、メカニカルスターラー、マグネティックスターラーなどの撹拌装置を備えた容器に、材料(成分)を順次添加して撹拌、混合する方法が用いられる。ろ過方法としては、遠心ろ過、フィルターろ過などが採用できる。
インク組成物の粘度は20℃において、1.5mPa・s以上、15mPa・s以下であることが好ましい。より好ましくは、1.5mPa・s以上、10mPa・s以下であり、さらにより好ましくは、1.5mPa・s以上、7.0mPa・s以下である。インク組成物の粘度を上記の範囲内にすることにより、インクジェットヘッドからのインク組成物の吐出安定性および吐出量を確保することができる。また、上記の範囲から外れる粘度の場合は、インクジェットヘッドにおけるインク組成物の吐出条件やインクジェットヘッドの種類を変更することにより、インク組成物の吐出安定性を確保できる場合があり、例えば温度調整条件下であれば22mP・aまで吐出安定性を確保することができる場合がある。インク組成物の粘度は、上述した処理液と同様な方法で測定することが可能である。
[プリンター]
次に、本実施形態に係るインクジェット捺染装置について、図1を参照して説明する。インクジェット捺染装置は、インク組成物の微小な液滴を吐出するインクジェット法によって、布帛に液滴を着弾させて捺染を行う装置である。図1は、実施形態に係るインクジェット捺染装置を示す概略斜視図である。本実施形態では、インクジェット捺染装置として、インクカートリッジがキャリッジに搭載されたオンキャリッジタイプのプリンターを例に挙げて説明する。なお、図1においては、各部材を認識可能な程度の大きさとするため、各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
本実施形態に係る布帛2の形態としては、例えば、布地、衣類やその他の服飾品などが挙げられる。布地には、織物、編物、不織布などが含まれる。衣類やその他の服飾品には、縫製後のTシャツ、ハンカチ、スカーフ、タオル、手提げ袋、布製のバッグ、カーテン、シーツ、ベッドカバー、壁紙などのファーニチャー類の他、縫製前の部品としての裁断前後の布地なども含まれる。これらの形態としては、ロール状に巻かれた長尺のもの、所定の大きさに切断されたもの、製品形状のものなどが挙げられる。なお、布帛2は、本実施形態の処理液を付着して得られればよく、布帛2として予め処理液を付与したものを用いてもよい。
次に、本実施形態に係るインクジェット捺染方法について説明する。本実施形態のインクジェット捺染方法は、上述したプリンター1(図1参照)を用いて、インクジェット法によりインク組成物の液滴を吐出し、布帛2に塗布することで画像などを形成して捺染を行う方法である。
実施例1から実施例44、および比較例1から比較例5の各処理液の組成を、表1、表2、表3に示した。表1から表3において、表中の数値の単位は質量%であり、多価金属塩、カルニチン、トリメチルグリシン、γ-ブチロベタイン、ノニオン性界面活性剤以外は、有効成分(固形分)の含有割合で表記している。イオン交換水は、処理液の全質量が100.0質量%となるように調整して添加した。なお、表中に数値の記載がない、「-」表記の欄は、含有しないことを意味する。
処理液の評価用に用いる白色の顔料捺染インクW1の組成を、表4に示した。表中の数値の単位は質量%である。イオン交換水は、顔料捺染インクW1の全質量が100質量%となるように調整して添加した。
[布帛]
評価用の着色された綿布帛として、以下の6種を用いた。TシャツA、TシャツB、TシャツCは、濃色に着色された、所謂濃色Tシャツであり、TシャツD、TシャツE、TシャツFは、淡色に着色された、所謂淡色Tシャツである。なお、いずれのTシャツも布帛中に生地染色に用いられたトリアジン化合物が存在していた。
TシャツA(黒色):トムスヘビーウェイトTシャツ 00085-CVT 005ブラック(プリントスター社、綿100%)
TシャツB(赤色):トムスヘビーウェイトTシャツ 00085-CVT 010レッド(プリントスター社、綿100%)
TシャツC(青色):トムスヘビーウェイトTシャツ 00085-CVT 032ロイヤルブルー(プリントスター社、綿100%)
TシャツD(アッシュ):トムスヘビーウェイトTシャツ 00085-CVT 044アッシュ(プリントスター社、綿100%)
TシャツE(ナチュラル):トムスヘビーウェイトTシャツ 00085-CVT 106ナチュラル(プリントスター社、綿100%)
TシャツF(ピンク):トムスヘビーウェイトTシャツ 00085-CVT 011ピンク(プリントスター社、綿100%)
実施例および比較例の処理液を塗布した。塗布方法としてはローラー塗布を採用し、処理液をスポンジローラーに充分含浸させた。次いで、該スポンジローラーを、TシャツAの胸の領域(片面)のおもて面に対して、左右方向、およびそれと略直交する上下方向へそれぞれ3から4回ころがし、付着量がなるべく均一となるように処理液を塗布した。この操作を、TシャツB、TシャツC、TシャツD、TシャツE、TシャツFにも行った。
次に、インクジェットプリンターSC-F200(商品名、セイコーエプソン社)を用いたインクジェット法にて、各Tシャツの処理液を付着させた領域へ、顔料捺染インクW1で捺染を行った。このとき、該インクジェットプリンターの捺染条件は、1440×1440dpi(dots per inch)、顔料捺染インクW1の付着量を200mg/inch2とした。その後、ヒートプレス機(アサヒ繊維機械株式会社製、AF-54TEN、下ゴテ寸法500×400mm)を用い、170℃で45秒間(プレス力4.5kN)の加熱乾燥を施した。
各処理液を塗布して捺染を施したTシャツAからTシャツFについて、以下の評価を実施して、その結果を表5、表6、表7に記載した。
前処理痕の指標として、△Eを評価した。具体的には、各Tシャツについて、処理液を付着させなかった領域αの色相(L*α、a*α、b*α)と、処理液を付着させたが顔料捺染インクW1で捺染を施さなかった領域βの色相(L*β、a*β、b*β)とについて、測色機Spectrolino(グレタグ社)を用いて測定し、△E(デルタE)を計算して、以下の基準に従って評価した。なお、△Eの計算には下記式(1)を用いた。前処理痕の評価結果が、c評価以上である場合、本発明の効果が得られているということができる。
△E=((L*α-L*β)2+(a*α-a*β)2+(b*α-b*β)2)1/2 ・・・ (1)
s:△E≦1である。
a:1<△E≦2である。
b:2<△E≦3である。
c:3<△E≦4である。
d:4<△Eである。
各Tシャツの顔料捺染インクW1で捺染を施した領域γについて、白色顔料の発色性(白色度)の指標として、色彩測定を行った。具体的には、測色機Spectrolino(グレタグ社)を用いて、L*を測定し、以下の基準に従って評価した。なお、TシャツA,B,Cの3水準の平均値を濃色TシャツのL*とし、TシャツD,E,Fの3水準の平均値を淡色TシャツのL*として、それぞれ採用した。発色性の評価結果が、c評価以上である場合、本発明の効果が得られているということができる。
a:L*が、85以上である。
b:L*が、80以上、85未満である。
c:L*が、75以上、80未満である。
d:L*が、75未満である。
Tシャツの表裏を裏返して、領域γの裏側に白色顔料がしみ出てきている状態、すなわち裏抜けの発生の程度を目視で観察し、以下の基準に従って評価した。
a:白色顔料のしみ出し(裏抜け)が見えない。
b:白色顔料のしみ出し(裏抜け)が殆ど見えない。(しみ出し面積が領域γの3%以下)
c:白色顔料のしみ出し(裏抜け)が少し見える。(しみ出し面積が領域γの3%超5%以下)
d:白色顔料のしみ出し(裏抜け)が顕著に見える。(しみ出し面積が領域γの5%超)
Claims (13)
- 捺染において、布帛に付着して用いる処理液組成物であって、
カチオン性化合物と、
ベタインと、
水と、を含有し、
前記ベタインが、カルニチン、トリメチルグリシン、γ-ブチロベタインから選択され
る少なくとも1種であり、
インクジェット顔料捺染に用いる、処理液組成物。 - 前記ベタインの含有量が、前記カチオン性化合物の含有量に対し、質量比で0.2以上
である請求項1に記載の処理液組成物。 - 前記布帛が、染料によって着色された綿布帛である、請求項1または請求項2に記載の
処理液組成物。 - 前記ベタインの含有量が、前記カチオン性化合物の含有量に対し、質量比で0.6以上
である、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の処理液組成物。 - 前記ベタインの含有量が、前記カチオン性化合物の含有量に対し、質量比で2.0以下
である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の処理液組成物。 - 前記カチオン性化合物が、多価金属塩である請求項1から請求項5のいずれか1項に記
載の処理液組成物。 - 前記カチオン性化合物が、カルシウム塩である請求項6に記載の処理液組成物。
- 前記布帛中に、トリアジン化合物が含まれている、請求項1から請求項7のいずれか1
項に記載の処理液組成物。 - さらにノニオン性界面活性剤を含有し、前記ノニオン性界面活性剤のHLB値が13以
上である、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の処理液組成物。 - 前記ノニオン性界面活性剤の含有量が、処理液組成物の全質量に対し、0.3質量%以
下である、請求項9に記載の処理液組成物。 - 請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の処理液組成物を、布帛に付着させる工
程を備えたインクジェット捺染方法。 - 前記布帛における前記処理液組成物が付着した領域へ、顔料捺染インクをインクジェッ
ト法にて付着させる工程を備えた、請求項11に記載のインクジェット捺染方法。 - 請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の処理液組成物を付着して得られる布帛
。
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