JP7358493B2 - 捺染用インクセット及び捺染方法 - Google Patents
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Description
例えば、特開2006-342455号公報、特開2006-124843号公報、特開2001-270227号公報、及び特表2006-501376号公報には、鮮明な画像を得るために、布帛へインクを付与する前に、予め布帛に前処理液を付与する方法が開示されている。国際公開第2019/004327号には、水、水性有機溶剤、及び着色樹脂粒子を含み、上記着色樹脂粒子がウレタン樹脂、並びに油溶性染料、分散染料、及び建染染料からなる群より選択される少なくとも1種の染料を含み、ウレタン樹脂の酸価が5~90mgKOH/gである捺染用インクジェットインクが開示されている。
<1>カチオン1価当たりの分子量が150~220であるカチオン性化合物を含む前処理液と、水不溶性染料、分散剤、及び水を含むインク組成物と、を有し、分散剤は、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、及びウレタンウレア樹脂からなる群より選択される少なくとも1種である捺染用インクセット。
<2>分散剤の酸価は、15mgKOH/g~90mgKOH/gである<1>に記載の捺染用インクセット。
<3>カチオン性化合物は、ジシアンジアミドとアルキルアミンとの縮合物、ジシアンジアミドとホルムアルデヒドとの縮合物、モノマー単位としてジアリルジメチルアンモニウムクロリドを含む重合体、及び、モノマー単位としてメチルジアリルアミン酢酸塩を含む重合体からなる群より選択される少なくとも1種である<1>又は<2>に記載の捺染用インクセット。
<4>カチオン性化合物の重量平均分子量は、10,000~200,000である<1>~<3>のいずれか1つに記載の捺染用インクセット。
<5>分散剤の重量平均分子量に対する、カチオン性化合物の重量平均分子量の比率は、1.5~15である<1>~<4>のいずれか1つに記載の捺染用インクセット。
<6>前処理液は、沸点が240℃以上の溶剤をさらに含み、溶剤の含有量は、前処理液の全量に対して14質量%~50質量%である<1>~<5>のいずれか1つに記載の捺染用インクセット。
<7>前処理液は、界面活性剤をさらに含む<1>~<6>のいずれか1つに記載の捺染用インクセット。
<8>水不溶性染料は、油溶性染料、分散性染料、及び建て染め染料からなる群より選択される少なくとも1種の染料である<1>~<7>のいずれか1つに記載の捺染用インクセット。
<9>水不溶性染料は、C.I.Solvent Black 3である<1>~<8>のいずれか1つに記載の捺染用インクセット。
<10><1>~<9>のいずれか1つに記載のインクセットに含まれる前処理液を、布帛に付与する前処理液付与工程と、<1>~<9>のいずれか1つに記載のインクセットに含まれるインク組成物を、前処理液が付与された布帛に付与するインク付与工程と、を含む捺染方法。
<11>前処理液付与工程では、前処理液をインクジェット記録方式を用いて付与する<10>に記載の捺染方法。
<12>インク付与工程では、インク組成物をインクジェット記録方式を用いて付与する<10>又は<11>に記載の捺染方法。
<13>布帛は、セルロース繊維である<10>~<12>のいずれか1つに記載の捺染方法。
本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本明細書において、「工程」という語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても、その工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示の捺染用インクセット(以下、単に「インクセット」という)は、カチオン1価当たりの分子量が150~220であるカチオン性化合物を含む前処理液と、水不溶性染料、分散剤及び水を含むインク組成物と、を有し、分散剤は、ウレタン樹脂、ウレア樹脂及びウレタンウレア樹脂からなる群より選択される少なくとも1種である。
本開示において、前処理液は、カチオン1価当たりの分子量が150~220であるカチオン性化合物を含む。前処理液に含まれるカチオン性化合物は1種であってもよく、2種以上であってもよい。
カチオン性化合物は、カチオン性基を有する化合物であれば特に限定されず、例えば、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基及びオニウム塩からなる群より選択される少なくとも1種を含む化合物が挙げられる。オニウム塩としては、例えば、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩及びアンモニウム塩が挙げられる。中でも、オニウム塩は、アンモニウム塩であることが好ましい。
まず、前処理液に、後述する水及び水性有機溶剤が含まれる場合には、熱処理等によって除去する。次に、前処理液に含まれる固形分の中から、GPCを用いてカチオン性化合物を抽出する。前処理液の量と、カチオン性化合物の量に基づいて、前処理液におけるカチオン性化合物の含有量を算出する。
前処理液は、水を含むことが好ましい。前処理液における水の含有量は、前処理液の全量に対し、40質量%以上であることが好ましく、より好ましくは50質量%以上であり、さらに好ましくは60質量%以上であり、特に好ましくは80質量%以上である。また、水の含有量は、前処理液の全量に対し、98質量%以下であることが好ましく、より好ましくは95質量%以下である。
前処理液は、溶剤を少なくとも1種含んでいてもよい。溶剤は、水性有機溶剤であることが好ましい。
トリエチレングリコールメチルエーテル(沸点:249℃)、トリプロピレングリコールメチルエーテル(沸点:243℃)、トリエチレングリコールエチルエーテル(沸点:256℃)、ジエチレングリコール-n-ヘキシルエーテル(沸点:259℃)、トリプロピレングリコール-n-プロピルエーテル(沸点:261℃)等の多価アルコールアルキルエーテル;
プロピレングリコールフェニルエーテル(沸点:243℃)、エチレングリコールモノベンジルエーテル(沸点:256℃)等の多価アルコールアリールエーテル;
2-ピロリドン(沸点:245℃)等の含窒素化合物が挙げられる。中でも、保存安定性及び吐出性の観点から、溶剤は、グリセリン又は2-ピロリドンが好ましい。前処理液に含まれる、沸点が240℃以上の溶剤は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
エチレングリコールモノエチルエーテル(沸点:135℃)、エチレングリコール-n-プロピルエーテル(沸点:150℃)、エチレングリコールモノブチルエーテル(沸点:171℃)、プロピレングリコールモノエチルエーテル(沸点:133℃)、プロピレングリコール-n-ブチルエーテル(沸点:171℃)、プロピレングリコール-t-ブチルエーテル(沸点:153℃)、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル(沸点:159℃)、ジエチレングリコールメチルエーテル(沸点:194℃)、ジエチレングリコール-n-ブチルエーテル(沸点:171℃)、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点:188℃)、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(沸点:202℃)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(沸点:230℃)、トリエチレングリコールメチルエーテル(沸点:249℃)、ジプロピレングリコール-n-プロピルエーテル(沸点:213℃)等の多価アルコールアルキルエーテル;
エチレングリコールフェニルエーテル(沸点:237℃)等の多価アルコールアリールエーテル;及び、
ε-カプロラクタム(沸点:137℃)、N-メチルホルムアミド(沸点:199℃)、N,N-ジメチルホルムアミド(沸点:153℃)、N-メチル-2-ピロリドン(沸点:204℃)、1,3-ジメチルイミダゾリジノン(沸点:220℃)、N-メチルピロリジノン(沸点:202℃)等の含窒素化合物が挙げられる。
前処理液は、界面活性剤を含むことが好ましい。特に、前処理液をインクジェット記録方式で付与する場合には、界面活性剤を含むと、吐出性に優れる。
本開示の前処理液が界面活性剤を含有する場合、界面活性剤の含有量は、前処理液の全量に対し、0.05質量%~2.0質量%であることが好ましく、0.1質量%~2.0質量%であることがより好ましい。
カチオン性化合物は、インク組成物中の水不溶性染料を凝集させる凝集剤として機能する。前処理液は、カチオン性化合物以外のその他の凝集剤を少なくとも1種含んでいてもよい。その他の凝集剤としては、多価金属塩が挙げられる。
前処理液は、上記成分以外のその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、例えば、pH調整剤、蛍光増白剤、表面張力調整剤、消泡剤、乾燥防止剤、潤滑剤、増粘剤、紫外線吸収剤、退色防止剤、帯電防止剤、マット剤、酸化防止剤、比抵抗調整剤、防錆剤、還元防止剤、防腐剤、防黴剤、及びキレート剤が挙げられる。
本開示において、インク組成物は、水不溶性染料、分散剤、及び水を含む。インク組成物は、必要に応じて他の成分を含んでいてもよい。
インク組成物は、水不溶性染料を含む。インク組成物に含まれる水不溶性染料は1種であってもよく、2種以上であってもよい。
C.I.Solvent Yellow 2,14,16,21,33,43,44,56,82,85,93,98,114,131,135,157,160,163,167,176,179,185,189;
C.I.Solvent Red 8,23,24,25,49,52,109,111,119,122,124,135,146,149,150,168,169,172,179,195,196,197,207,222,227,312,313;
C.I.Solvent Blue 3,4,5,35,36,38,44,45,59,63,67,68,70,78,83,97,101,102,104,105,111,122;
C.I.Solvent Orange 3,14,54,60,62,63,67,86,107;
C.I.Solvent Violet 8,9,11,13,14,26,28,31,36,59;
C.I.Solvent Green 3,5,7,28;
C.I.Solvent Brown 53;及び
C.I.Solvent Black 3,5,7,27,28,29,34
が挙げられる。
C.I.Disperse Yellow 3,7,8,23,39,51,54,60,71,86;
C.I.Disperse Red 11,50,53,55,55:1,59,60,65,70,75,93,146,158,190,190:1,207,239,240;
C.I.Disperse Blue 3,5,19,26,26:1,35,55,56,58,64,64:1,72,72:1,81,81:1,91,95,108,131,141,145,359,360;
C.I.Disperse Orange 1,1:1,5,7,20,23,25,25:1,33,56,76;
C.I.Disperse Violet 8,11,17,23,26,27,28,29,36,57;及び
C.I.Disperse Brown 2
が挙げられる。
C.I.Vat Yellow 2、4、10、20、33;
C.I.Vat Orange 1、2、3、5、7、9、13、15;
C.I.Vat Red 1、2、10、13、15、16、41、61;
C.I.Vat Blue 1、3、4、5、6、8、12、14、18、19、20、29、35、41;及び
C.I.Vat Black 1、8、9、13、14、20、25、27、29、36、56、57、59、60
が挙げられる。
2つのX+は、それぞれ独立に、無機カチオン又は有機カチオンを表す。
但し、R1~R10のうちの少なくとも1つが、炭素数4以上のアルキル基を含む基であること、及び、2つのX+のうちの少なくとも1つが、炭素数4以上のアルキル基を含む有機カチオンであることの少なくとも一方を満足する。
酸素原子、窒素原子、硫黄原子、及び塩素原子を含まない炭化水素基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基、及びアルキルアリール基が挙げられる。
酸素原子を含む炭化水素基の概念には、例えば、ヒドロキシアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルキルカルボニル基、及びアルキルカルボニルオキシ基が包含される。
窒素原子を含む炭化水素基の概念には、例えば、アルキルアミノ基(即ち、モノアルキルアミノ基又はジアルキルアミノ基)、及びアルキルアミノアルキル基が包含される。
硫黄原子を含む炭化水素基の概念には、例えば、チオールアルキル基、及びアルキルチオ基が包含される。
酸素原子及び硫黄原子を含む炭化水素基の概念には、例えば、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルコキシアルキルチオ基、アルキルチオアルキルスルホニル基、及びアルコキシアルキルスルホニル基が包含される。
酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子を含む炭化水素基の概念には、例えば、アルコキシアルキルアミノアルキルスルホニル基、及びアルキルアミノアルキルスルホニル基が包含される。
塩素原子を含む炭化水素基の概念には、上述した具体例中の水素原子を、塩素原子に置き換えた基が包含される。
スルホ基の塩として、好ましくはアルカリ金属塩である。
無機カチオンとして、好ましくは、アルカリ金属イオンであり、より好ましくは、K+又はNa+である。
有機カチオンとして、好ましくは、有機アンモニウムイオンである。
式(D1)中における「炭素数4以上のアルキル基を含む基」は、基全体の炭素数が4~60であることが好ましく、4~50であることがより好ましく、4~30であることがさらに好ましく、4~25であることが特に好ましい。
R11及びR12は、それぞれ独立に、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子を含んでもよい炭素数1~50の炭化水素基を表し、
2つのX+は、無機カチオン又は有機カチオンを表す。
但し、R11及びR12のうちの少なくとも1つ(より好ましくは2つ)が、炭素数4以上のアルキル基を含む基であること、及び、2つのX+のうちの少なくとも1つ(より好ましくは2つ)が、炭素数4以上のアルキル基を含む有機カチオンであることの少なくとも一方を満足する。
但し、R13~R16のうちの少なくとも1つ(より好ましくは少なくとも2つ)が、炭素数4以上のアルキル基を含む基であること、及び、2つのX+のうちの少なくとも1つ(より好ましくは2つ)が、炭素数4以上のアルキル基を含む有機カチオンであることの少なくとも一方を満足する。
インク組成物は、分散剤を含む。分散剤は、水不溶性染料を分散可能なポリマーであれば特に限定されないが、分散安定性の観点から、親水性基を少なくとも1種含むことが好ましい。
分散剤の重量平均分子量(Mw)は、水不溶性染料の分散安定性をより向上させる観点から、好ましくは5000~50000であり、より好ましくは6000~40000であり、さらに好ましくは8000~30000であり、特に好ましくは10000~30000である。
分散剤として用いるポリマー(以下、ポリマーPという)としては、例えば、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、ウレタンウレア樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリカプロラクトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリイソプレン樹脂、及びポリオレフィン樹脂が挙げられる。
ポリマーPが下記式(1)で表される構造単位(以下、「単位(1)」ともいう)含む場合、ポリマーPは、単位(1)を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。
単位(1)は、少なくとも式(2)で表される構造単位(以下、「単位(2)」ともいう)と結合していることが好ましい。
L1で表される炭化水素基は、直鎖の炭化水素基であってもよいし、分岐を有する炭化水素基であってもよいし、芳香環を含む炭化水素基であってもよいし、脂環式構造を含む炭化水素基であってもよい。
L1で表される炭化水素基としては、例えば、
分岐構造及び/又は脂環式構造を含んでもよいアルキレン基、分岐構造及び/又は脂環式構造を含んでもよいアルケニレン基、並びに、アリール基からなる群P1から選択される1種である2価の炭化水素基;並びに
上記群P1から選択される2種以上が結合してなる2価の炭化水素基;
が挙げられる。
単位(1)形成用化合物の具体例を以下に示す。
但し、単位(1)形成用化合物は、以下の具体例には限定されない。
ポリマーPが下記式(2)で表される構造単位(以下、「単位(2)」ともいう)含む場合、ポリマーPは、単位(2)を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。
L2は、酸素原子、窒素原子、若しくは硫黄原子を含んでもよい炭素数2~50の炭化水素基、又は、ポリエーテル鎖、ポリエステル鎖、ポリカプロラクトン鎖、ポリカーボネート鎖、ポリブタジエン鎖、ポリイソプレン鎖、若しくはポリオレフィン鎖からなる数平均分子量500以上のポリマー鎖を表し、
Y1及びY2は、それぞれ独立に、-O-、-S-、又は-NRz-を表し、
Rzは、水素原子又は炭素数1~20の炭化水素基を表し、
2つの*2は、それぞれ、結合位置を表す。
L2で表される、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子を含んでもよい炭素数2~50の炭化水素基(以下、単に「L2で表される炭化水素基」ともいう)は、無置換の又は置換基を有するアルキレン基が好ましい。
置換基を有するアルキレン基における置換基としては、アルコキシ基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルチオ基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、及びジアルキルアミノ基が挙げられる。
炭素数6~25のアルコキシ化分岐アルキレン基におけるアルコキシ基の炭素数は、好ましくは1~23であり、より好ましくは4~22である。
炭素数6~25のアルキルカルボニルオキシ化分岐アルキレン基におけるアルキルカルボニルオキシ基の炭素数は、好ましくは2~23であり、より好ましくは6~22である。
置換基Aは、炭素数2以上の直鎖アルキル基、炭素数3以上の分岐アルキル基、炭素数2以上の直鎖アルコキシ基、炭素数3以上の分岐アルコキシ基、炭素数2以上の直鎖アルコキシアルキル基、及び炭素数3以上の分岐アルコキシアルキル基からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
L2で表されるポリマー鎖のMnは、500~50000であることが好ましく、1000~40000であることがより好ましく、1000~30000であることがさらに好ましく、1000~10000であることがさらに好ましく、1000~5000であることが特に好ましい。
ポリマージオールとして、より具体的には、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカプロラクトンジオール、ポリカーボネートジオール、ポリブタジエンジオール、ポリイソプレンジオール、及びポリオレフィンジオールが挙げられる。
化合物(2-16)PPGは、ポリエーテルジオールの一例であるポリプロピレングリコールであり、nは、繰り返し数である。
化合物(2-17)PEsは、ポリエステルジオールであり、nは、繰り返し数であり、Ra、Rb1、及びRb2は、それぞれ独立に、炭素数2~25の2価の炭化水素基である。化合物(2-17)PEs中のn個のRaは、同一であっても異なっていてもよい。化合物(2-17)PEs中のn個のRb1は、同一であっても異なっていてもよい。
化合物(2-18)PCは、ポリカーボネートジオールであり、nは、繰り返し数であり、Rc1及びRc2は、それぞれ独立に、炭素数2~12(好ましくは3~8、より好ましくは3~6)のアルキレン基である。化合物(2-18)PC中のn個のRc1は、同一であっての異なっていてもよい。
化合物(2-19)PCLは、ポリカプロラクトンジオールであり、n及びmは、それぞれ繰り返し数であり、Rdは、炭素数2~25のアルキレン基である。
化合物(2-22)PEGは、ポリエーテルジオールの一例であるポリエチレングリコールであり、nは、繰り返し数である。
ポリマーPは、親水性基を有する構造単位を少なくとも1種含むことが好ましい。
親水性基の具体例及び好ましい態様は前述のとおりである。
親水性基を有する構造単位は、好ましくは、後述する親水性基導入用化合物を原料として形成される。
Aで表されるアニオン性基は、カルボキシ基又はカルボキシ基の塩が好ましい。ポリマーPは、Aがカルボキシ基である態様の単位(3)と、Aがカルボキシ基の塩である態様の単位(3)と、を含んでいてもよい。
親水性基を有する構造単位のポリマーPへの導入は、親水性基導入用化合物を用いて行うことができる。
単位(3)における2つの*3に、それぞれ、水素原子が結合した化合物;
α-アミノ酸(具体的には、リシン、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、バリン)等のアミノ酸が挙げられる。
ポリマーPは、単位(1)形成用化合物(好ましくは、単位(1)における2つの「-NH(C=O)-*1」の部位の各々を、イソシアネート基(-NCO基)に置き換えた構造を有するジイソシアネート化合物)と、単位(2)形成用化合物(好ましくは、単位(2)における「*2-Y1-」及び「-Y2-*2」を、それぞれ、ヒドロキシ基、チオール基、又はアミノ基に置き換えた構造を有する化合物)と、親水性基導入用化合物(好ましくは、単位(3)における2つの*3に、それぞれ、水素原子が結合した化合物)と、の反応生成物の構造を含むことが好ましい。
また、この態様の合成方法により、親水性基としてのアニオン性基が中和されていない態様のポリマーを合成し、このポリマーを原料の一つとして後述する着色樹脂粒子分散液を調製し、調製段階でポリマーのアニオン性基を中和することにより、ポリマーPを形成してもよい。
インク組成物は、例えば、水不溶性染料、分散剤、水等を混合して分散処理を行うことによって製造することができる。水不溶性染料、分散剤、水等を混合して分散処理を行うことによって製造される分散液を「着色樹脂粒子分散液」という。また、インク組成物は、着色樹脂粒子分散液に、他の成分を添加することによって製造してもよい。
着色樹脂粒子分散液を製造するための製造方法には特に制限はない。
以下、着色樹脂粒子分散液の製造方法の一例(以下、「製法A」ともいう)を示す。
インク組成物は、水を含む。インク組成物中における水の含有量は、インク組成物の全量に対し、40質量%以上であることが好ましく、より好ましくは50質量%以上であり、さらに好ましくは60質量%以上である。水の含有量の上限値は、インク組成物中の固形分量にもよるが、インク組成物の全量に対し、例えば90質量%である。
インク組成物は、溶剤を含むことが好ましい。インク組成物に含まれる溶剤は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
インク組成物は、さらに架橋剤を含んでいてもよい。架橋剤は、架橋性基を少なくとも2つ有する化合物であることが好ましい。架橋剤が有する架橋性基としては、カルボキシ基、ヒドロキシル基、スルホン酸基又はアミド基が好ましい。
インク組成物は、色相調整又は色濃度向上の観点から、さらに、顔料を含んでいてもよい。
カーボンブラック、アニリンブラック;
C.I.ピグメントイエロー3、12、53、55、74、81、83、93、94、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、128、138、153、155、180、185;
C.I.ピグメントレッド112、114、122、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、202、206、209、219;
C.I.ピグメントバイオレット19、23;
C.I.ピグメントオレンジ36、43、64;
C.I.ピグメントブルー15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17:1、56、60、63;及び
C.I.ピグメントグリーン36が挙げられる。
インク組成物は、ワックスを含んでいてもよい。ワックスは、インク組成物中で粒子の形態で存在することが好ましい。粒子の形態で存在するワックスを、以下、「ワックス粒子」という。
インク組成物は、界面活性剤を少なくとも1種含んでいてもよい。
界面活性剤としては、特に制限はなく、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤等の公知の界面活性剤を用いることができる。
インク組成物が界面活性剤を含む場合、界面活性剤の含有量は、インク組成物の全量に対し、0.05質量%~2.0質量%であることが好ましく、0.1質量%~2.0質量%であることがより好ましい。
インク組成物は、上記成分以外のその他の成分を含んでいてもよい。
インク組成物の表面張力は、好ましくは20mN/m~70mN/mであり、より好ましくは25mN/m~60mN/mである。表面張力は、25℃で測定される値を意味する。
本開示の捺染方法は、上記インクセットに含まれる前処理液を、布帛に付与する前処理液付与工程と、上記インクセットに含まれるインク組成物を、前処理液が付与された布帛に付与するインク付与工程と、を含むことが好ましい。
本開示の捺染方法では、まず、上記インクセットに含まれる前処理液を、布帛に付与する。
布帛における繊維種としては、ナイロン、ポリエステル、アクリロニトリル等の合成繊維;アセテート、レーヨン等の半合成繊維;綿、絹、毛等の天然繊維;合成繊維、半合成繊維、及び天然繊維からなる群から選択される2種以上からなる混合繊維が挙げられる。
前処理液を布帛に付与する方法は特に限定されず、例えば、コーティング法、パディング法、インクジェット法、スプレー法及びスクリーン印刷法が挙げられる。中でも、前処理液を布帛に付与する方法は得られる捺染物の滲みを抑制する観点から、インクジェット法が好ましい。すなわち、前処理液を、インクジェット記録方式を用いて付与することが好ましい。
本開示の捺染方法では、前処理液付与工程の後に、インクセットに含まれるインク組成物を、前処理液が付与された布帛に付与する。
インク組成物を、前処理液が付与された布帛に付与する方法は特に限定されず、例えば、コーティング法、パディング法、インクジェット法、スプレー法及びスクリーン印刷法が挙げられる。中でも、インク組成物を付与する方法は、得られる捺染物の滲みを抑制する観点から、インクジェット法が好ましい。すなわち、インク組成物を、インクジェット記録方式を用いて付与することが好ましい。インクジェット記録方式については、前処理液付与工程の欄で述べたとおりである。
本開示の捺染方法は、インク付与工程の後に、インク組成物が付与された布帛に対して熱処理を施す熱処理工程を有していてもよい。熱処理装置としては、例えば、ヒートドラム、温風、赤外線ランプ、熱オーブン、ヒート板、ヒートプレス及びホットプレートが挙げられる。熱処理の温度は、200℃以下が好ましく、100℃~180℃がより好ましく、120℃~170℃がさらに好ましい。熱処理の時間は、5秒~200秒が好ましく、30秒~160秒がより好ましい。
[前処理液の調製]
下記成分を混合し、60分間撹拌することにより、カチオン性化合物の含有量が10質量%である前処理液を調製した。
・カチオン性化合物:ジシアンジアミド・ジエチレントリアミン縮合物(製品名「パピオゲンP-300」、センカ株式会社製、固形分濃度50質量%) ・・・10質量%
・溶剤:2-ピロリドン ・・・16.0質量%
・溶剤:2-メチル-1,3-プロパンジオール ・・・9.0質量%
・界面活性剤:製品名「オルフィンE1010」、日信化学工業社製
・・・1.0質量%
・水 ・・・前処理液の全質量を100質量%とした場合の残分(質量%)
<分散剤(ポリウレタン1)の合成>
三口フラスコに、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)176.2g、2,2-ジメチロールプロピオン酸(DMPA)68.1g、ポリカーボネートジオール(製品名「デュラノール(登録商標)T5651」、旭化成ケミカルズ社製)491.9g、及び酢酸エチル1202.62gを仕込み、70℃に加熱した。
なお、デュラノール(登録商標)T5651は、上記化合物(2-18)PCにおけるRc1及びRc2がそれぞれ、炭素数5又は6のアルキレン基であり、Mnが1000である。
なお、上記イソプロピルアルコールのうちの一部は、ポリウレタンの末端封止剤としても機能している。ポリウレタンの重量平均分子量は15000、酸価は0.69mmol/gであった。
-油相成分の調製-
酢酸エチルと、上記ポリウレタン1の30質量%溶液と、油溶性染料であるC.I. Solvent Black 3(商品名「Oil Black 860」、オリヱント化学工業製、表中「SB-3」)と、を混合し、15分間撹拌することにより、固形分30質量%の油相成分149.8gを得た。
油相成分の調製において、ポリウレタン1の30質量%溶液及びSB-3の使用量は、油相成分中におけるSB-3の含有量がポリウレタン1の含有量に対して1.5倍となるように調整した。
蒸留水135.3gと、中和剤としての水酸化ナトリウムと、を混合し、15分間撹拌することにより、水相成分を調製した。
中和剤としての水酸化ナトリウムの使用量は、製造される着色樹脂粒子において、中和度が90%となるように調整した。
水酸化ナトリウムの具体的な量は、以下の算出式によって求めた。
水酸化ナトリウムの量(g)=油相成分の全量(g)×(油相成分の固形分濃度(質量%)/100)×(油相成分の固形分量に対するポリウレタン1の含有量(質量%)/100)×ポリウレタン1の酸価(mmol/g)×0.9×水酸化ナトリウムの分子量(g/mol)/1000
上記油相成分と上記水相成分とを混合し、得られた混合物を室温でホモジナイザーを用いて18000rpmで10分間乳化させ、乳化物を得た。 得られた乳化物を蒸留水48.0gに添加し、得られた液体を50℃に加熱し、50℃で5時間攪拌することにより、上記液体から酢酸エチル及びイソプロピルアルコールを留去した。
酢酸エチル及びイソプロピルアルコールが留去された液体を、固形分濃度が20質量%となるように蒸留水で希釈することにより、着色樹脂粒子の分散液を得た。
上記着色樹脂粒子の分散液(固形分濃度20質量%)35.0g、テトラエチレングリコールを30.0g、界面活性剤(製品名「オルフィンE1010」、日信化学工業社製)1.0gを混合し、全量が100gとなるようにイオン交換水を加えた。混合物を5.0μmのフィルターでろ過することにより、インク組成物を得た。
実施例1の前処理液の調製に用いたカチオン性化合物、溶剤及び界面活性剤を、表3~表6に示す種類及び含有量に変更し、実施例1のインク組成物の調製に用いた水不溶性染料、分散剤、溶剤及び界面活性剤を、表3~表6に示す種類及び含有量に変更したこと以外は、実施例1と同様に前処理液及びインク組成物を調製した。表中、カチオン性化合物については、種類、カチオン1価当たりの分子量、重量平均分子量、及び1質量%水溶液におけるpHを記載した。溶剤に関しては、カッコ内に沸点を記載した。また、表中、含有していない成分については「-」を記載した。
・パピオゲンP-300・・・ジシアンジアミド・ジエチレントリアミン縮合物、センカ社製、固形分濃度55質量%
・PAS-H-5L・・・ジアリルジメチルアンモニウムクロリド重合体の水溶液、ニットーボーメディカル社製、固形分濃度28質量%
・PAS-H-10L・・・ジアリルジメチルアンモニウムクロリド縮合物の水溶液、ニットーボーメディカル社製、固形分濃度28質量%
・PAS-J-81・・・ジアリルジメチルアンモニウムクロリド・アクリルアミド共重合体の水溶液、ニットーボーメディカル社製、固形分濃度25質量%
・PAS-J-41・・・ジアリルジメチルアンモニウムクロリド・アクリルアミド共重合体の水溶液、ニットーボーメディカル社製、固形分濃度25質量%
・ユニセンスKHF10P・・・ジシアンジアミド・ホルムアルデヒド縮合物、センカ社製、固形分濃度100質量%
・PAS-M-1A・・・メチルジアリルアミン酢酸塩重合体の水溶液、ニットーボーメディカル社製、固形分濃度20質量%、
・PAS-21CL・・・ジアリルアミン塩酸塩重合体の水溶液、ニットーボーメディカル社製、固形分濃度25質量%
・PAS-M-1・・・メチルジアリルアミン塩酸塩重合体の水溶液、ニットーボーメディカル社製、固形分濃度50質量%
・PAS-92A・・・ジアリルアミン酢酸塩・二酸化硫黄共重合体の水溶液、ニットーボーメディカル社製、固形分濃度20質量%
・PAS-A-1・・・ジアリルジメチルアンモニウムクロリド・二酸化硫黄共重合体、ニットーボーメディカル社製、固形分濃度24質量%
・オルフィンE1010:アセチレングリコール系界面活性剤、日信化学工業社製
・サーフィノール440:アセチレングリコール系界面活性剤、日信化学工業社製
・Capstone FS-3100:フッ素系界面活性剤、デュポン社製
・SB-3:C.I. Solvent Black 3(製品名「Oil Black 860」、オリヱント化学工業製
・SB-27:C.I. Solvent Black 27(製品名「Orasol(登録商標)Black X51」、BASF社製)
・SB-28:C.I. Solvent Black 28(製品名「Orasol(登録商標)Black X45」、BASF社製)
・SB-29:C.I. Solvent Black 29(製品名「Orasol(登録商標)Black X55」、BASF社製)
300mLの3口ナスフラスコ中、C.I.Reactive Black 5(Aldrich社製)20g、水11.84gを、30℃下で1時間撹拌した。撹拌後、t-オクチルアミン(富士フイルム和光純薬社製)5.1g、酢酸エチル31.17g、メチルエチルケトン10.39g、及び炭酸ナトリウム5.71gを加えて60℃で2時間攪拌した。さらに、水53.4gを添加して30℃まで冷却した後、2時間攪拌した。得られた析出物をろ過によって集め、乾燥させることにより、d-6を得た。構造同定は、1H-NMR(DMSO)にて行った。d-6のNMRデータを以下に示す。
1H-NMR(400MHz, DMSO-d6):15.61-15.15 (s, 1H) , 10.65-10.48(d, 2H), 8.29(d, 2H), 8.18-7.90 (m, 6H), 7.49(s, 1H), 7.41(s, 1H), 3.48-3.44(q, 4H), 2.81-2.72(q, 4H), 1,29(s, 4H), 1.12(s, 12H), 0.93(s, 18H)
t-オクチルアミンを、同モル数の2-エチルヘキサノール、同モル数の1-ドデシルチオール、同モル数の3-(2-エチルヘキシルオキシ)プロピルアミン、同モル数のイソブチルアミン、同モル数のジブチルアミン、同モル数のジヘキシルアミン、又は同モル数のジオクチルアミンに変更したこと以外はd-6の合成と同様の方法で、d-2~d-5及びd-7~d-9をそれぞれ得た。
これらの構造同定も、1H-NMR(DMSO)にて行った。
1H-NMR(400MHz, DMSO-d6):15.61-15.15 (s, 1H) , 10.65-10.48(d, 2H), 8.29(d, 2H), 8.18-7.90 (m, 6H), 7.49(s, 1H), 7.41(s, 1H), 3.48-3.44(q, 4H), 2.81-2.72(q, 4H), 1.57-1.50(m, 6H), 1,31-1.12(m, 16H), 0.89-0.75(m, 12H)
-d-3のNMRデータ-
1H-NMR(400MHz, DMSO-d6):15.61-15.15 (s, 1H) , 10.65-10.48(d, 2H), 8.29(d, 2H), 8.18-7.90 (m, 6H), 7.49(s, 1H), 7.41(s, 1H), 3.15-3.44(m, 8H), 2.81-2.72(q, 4H), 2.41(t, 4H), 1.58-1.41(m, 8H), 1.29-1.25(m, 32H), 0.90-0.76(m, 6H)
-d-4のNMRデータ-
1H-NMR(400MHz, DMSO-d6):15.61-15.15 (s, 1H) , 10.65-10.48(d, 2H), 8.29(d, 2H), 8.18-7.90 (m, 6H), 7.49(s, 1H), 7.41(s, 1H), 3.48-3.44(q, 6H), 2.81-2.72(q, 4H), 2.50-2.41(m, 4H), 1.57-1.50(m, 10H), 1,31-1.12(m, 16H), 0.89-0.75(m, 12H)
-d-5のNMRデータ-
1H-NMR(400MHz, DMSO-d6):15.61-15.15 (s, 1H) , 10.65-10.48(d, 2H), 8.29(d, 2H), 8.18-7.90 (m, 6H), 7.49(s, 1H), 7.41(s, 1H), 3.48-3.44(q, 4H), 2.81-2.72(q, 4H), 2.50-2.41(m, 4H), 1.67(s, 2H), 0.89-0.75(m, 12H)
-d-7のNMRデータ-
1H-NMR(400MHz, DMSO-d6):15.61-15.15 (s, 1H) , 10.65-10.48(d, 2H), 8.29(d, 2H), 8.18-7.90 (m, 6H), 7.49(s, 1H), 7.41(s, 1H), 3.48-3.44(q, 4H), 2.81-2.72(q, 4H), 2,25(q, 8H), 1,29-1.12(m, 16H), 0.89-0.81(m, 12H)
-d-8のNMRデータ-
1H-NMR(400MHz, DMSO-d6):15.61-15.15 (s, 1H) , 10.65-10.48(d, 2H), 8.29(d, 2H), 8.18-7.90 (m, 6H), 7.49(s, 1H), 7.41(s, 1H), 3.48-3.44(q, 4H), 2.81-2.72(q, 4H), 2,25(q, 8H), 1,29-1.12(m, 32H), 0.89-0.81(m, 12H)
-d-9のNMRデータ-
1H-NMR(400MHz, DMSO-d6):15.61-15.15 (s, 1H) , 10.65-10.48(d, 2H), 8.29(d, 2H), 8.18-7.90 (m, 6H), 7.49(s, 1H), 7.41(s, 1H), 3.48-3.44(q, 4H), 2.81-2.72(q, 4H), 2,25(q, 8H), 1,29-1.12(m, 48H), 0.89-0.81(m, 12H)
原料として、Na塩の形態のC.I.Reactive Black 5に代えてK塩の形態のReactive Black 5を用いたこと、及び、炭酸ナトリウムを、同モル数の炭酸カリウムに変更したこと以外はd-9の合成と同様にして、d-10を得た。構造同定は、1H-NMR(DMSO)にて行った。NMRデータはd-9と同等であるため省略する。
500mLのナスフラスコ中にベンジルジメチルオクチルアンモニウムクロリドの10質量%水溶液141.9gを添加した後、C.I.Acid Black 1の10質量%水溶液154.1gを30分かけて滴下し、2時間攪拌した。得られた析出物をろ布によって集め、乾燥させ、d-1を得た。構造同定は、1H-NMR(DMSO)にて行った。d-1のNMRデータを以下に示す。
1H-NMR(400MHz, DMSO-d6):10.80 (s, 1H), 10.58 (s, 1H), 8.39(d, 2H), 8.23(d,2H), 7.81(q, 2H), 7.61-7.42(m, 13H), 7.40(s, 1H), 7.28(t, 1H), 4.51(s, 4H), 3.19-3.29(m, 4H), 2,91(s, 12H), 1,31-1.20(m, 24H), 0.89-0.80(t, 6H)
・ポリウレタン1・・・実施例1に記載の方法で合成したポリウレタン
・スチレンアクリル・・・スチレン-アクリル酸共重合体(製品名「ジョンクリル678」、BASF社製)
三口フラスコに、4,4’メチレンビス(シクロヘキシルイソシアナート)(HMDI)160.0g、2,2-ジメチロールプロピオン酸(DMPA)70.0g、ポリカーボネートジオール(製品名「デュラノール(登録商標)T5651」、旭化成ケミカルズ社製)85.0g、及び酢酸エチル315.0gを仕込み、70℃に加熱した。
なお、上記イソプロピルアルコールのうちの一部は、ポリウレタン2の末端封止剤としても機能している。ポリウレタン2の重量平均分子量は10000、酸価は95mgKOH/gであった。
三口フラスコに、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHDI)58.0g、2,2-ジメチロールプロピオン酸(DMPA)13.4g、ポリカーボネートジオール(製品名「デュラノール(登録商標)T5651」、旭化成ケミカルズ社製)130.0g、トリシクロ[5.2.1.0(2,6)]デカンジメタノール8.0g及び酢酸エチル209.4gを仕込み、70℃に加熱した。
なお、上記イソプロピルアルコールのうちの一部は、ポリウレタン3の末端封止剤としても機能している。ポリウレタン3の重量平均分子量は15000、酸価は11mgKOH/gであった。
三口フラスコに、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHDI)69.4g、2,2-ジメチロールプロピオン酸(DMPA)13.4g、イソホロンジアミン38.3g及び酢酸エチル136.9gを仕込み、70℃に加熱した。
なお、上記イソプロピルアルコールのうちの一部は、ポリウレタンウレアの末端封止剤としても機能している。ポリウレタンウレアの重量平均分子量は10000、酸価は45mgKOH/gであった。
実施例及び比較例で調製した前処理液を用いて、布帛に対して前処理を行った。実施例及び比較例で調製したインク組成物を、前処理された布帛に付与し、熱処理を施すことにより捺染物を得た。詳細は以下のとおりである。なお、前処理液をパディング法を用いて布帛に浸漬させた後、前処理された布帛にインクジェット記録方式を用いてインク組成物を付与する捺染方法を「捺染方法1」とし、前処理液とインク組成物共に、インクジェット記録方式を用いて付与する捺染方法を「捺染方法2」とする。
(布帛の前処理)
布帛として、長尺状(15cm×4cm)の綿100%の布(製品名「コットンD5005」、赤堀産業社製)を準備した。
実施例及び比較例で調製した前処理液を、パディング法により布帛に浸透させた後、絞り率70%で絞って24時間乾燥させた。なお、絞り率(%)は、前処理液を含んだ布帛を絞った後の、布帛に対する前処理液の残存量(質量比率)を表す。
インクジェット記録装置として、インクジェットヘッド(製品名「StarFire SG-1024SA」、Fujifilm Dimatix社製)及びインク循環ポンプを搭載した装置を準備した。記録媒体として、前処理された布帛をステージ上に固定した。インクジェットヘッドに連結するインクタンクにインク組成物を充填した。インクジェットヘッドを、ステージの移動方向と直交する方向に対してノズルが並ぶようライン状に配置した。インク組成物の吐出条件は、打滴量を60pLとし、吐出周波数を10kHzとし、解像度を400dpi×400dpiとした。インク組成物が、インクタンクとインクジェットヘッドの間で循環するよう、インク循環ポンプを作動させた。記録媒体にインク組成物を吐出して、画像を記録し、着色布を得た。
得られた着色布を、ヒートプレス機(卓上自動平プレス機AF-54TEN型、アサヒ繊維機械社製)を用い、160℃、120秒の条件で熱処理し、捺染物を得た。
布帛として、長尺状(15cm×4cm)の綿100%の布(製品名「コットンD5005」、赤堀産業社製)を準備した。
インクジェット記録装置として、インクジェットヘッド(製品名「StarFire SG-1024SA」、Fujifilm Dimatix社製)及びインク循環ポンプを搭載した装置を準備した。記録媒体として、布帛をステージ上に固定した。インクジェットヘッドに連結するインクタンクに前処理液とインク組成物をそれぞれ充填した。インクジェットヘッドを、ステージの移動方向と直交する方向に対してノズルが並ぶようライン状に配置した。前処理液及びインク組成物の吐出条件は、打滴量を60pLとし、吐出周波数を10kHzとし、解像度を400dpi×400dpiとした。前処理液及びインク組成物が、インクタンクとインクジェットヘッドの間で循環するよう、インク循環ポンプを作動させた。
まず、記録媒体の全面に前処理液を吐出し、ベタ画像を記録した。60℃の温風で10秒間乾燥させた後、インク組成物を吐出して、画像を記録し、着色布を得た。
得られた着色布を、ヒートプレス機(卓上自動平プレス機AF-54TEN型、アサヒ繊維機械社製)を用い、160℃、120秒の条件で熱処理し、捺染物を得た。
上記捺染物を用い、以下の評価を実施した。評価方法は以下のとおりである。表3~表6に、評価結果を示す。
上記捺染方法1において、インク組成物を用いて記録媒体の全面にベタ画像を記録し、捺染物を得た。
捺染物の色移りを、ISO 105-C06:2010のB1Sに基づいて評価した。評価結果において、捺染物の色移りがなく、最も優れるランクは5である。ランク3-4、ランク4、ランク4-5、及びランク5は実用上問題ないレベルである。
「1-2」との表記は、ランク1より高くランク2より低いことを意味する。
「2-3」との表記は、ランク2より高くランク3より低いことを意味する。
「3-4」との表記は、ランク3より高くランク4より低いことを意味する。
「4-5」との表記は、ランク4より高くランク5より低いことを意味する。
上記捺染方法1において、インク組成物を用いて、MS明朝の文字(unicode:U+9DF9)を、白抜き文字として8pt(ポイント)、10pt、12pt、14ptでそれぞれ記録し、捺染物を得た。捺染物から0.5m離れた位置から、文字が明確に読めるか否かを判定した。具体的に、図1に記載の符号111で表される横線と、符号112で表される横線とが、それぞれ分離して記録されていることが確認できるか否かを判定した。評価基準は以下のとおりである。ランク4及びランク5は、実用上問題ないレベルである。
なお、白抜き文字とは、特定の色で塗りつぶされた領域の一部に色を付さずに、白色で記録された文字を指す。
5:8ptの文字に滲みがなく、明確に読める。
4:8ptの文字に滲みがあるが、10ptの文字に滲みがなく、明確に読める。
3:8pt、10ptの文字に滲みがあるが、12ptの文字に滲みがなく、明確に読める。
2:8pt、10pt、12ptの文字に滲みがあるが、14ptの文字に滲みがなく、明確に読める。
1: いずれの文字も滲みがあり、読めない。
上記捺染方法2において、前処理液を30g/m2の付与量でシングルパスで、記録媒体の全面に吐出した後、インク組成物を15g/m2の付与量で3パススキャニングモードでベタ画像を記録し、捺染物を得た。捺染物にスジが見られるか否かを目視で確認した。評価基準は以下のとおりである。ランク4及びランク5は、実用上問題ないレベルである。
5:スジが確認されない
4:薄いスジが1本である。
3:薄いスジが2本~4本である
2:濃いスジが1本である。
1:濃いスジが2本以上である
インクジェットヘッド(製品名「StarFire SG-1024SA」、Fujifilm Dimatix社製)の部材であるFlink(Part number 2100032767)を、ポリプロピレン製の容器に入れ、前処理液に浸漬させた。32℃で、1週間後、1か月後、及び3か月後に、部材(金属配線部)の腐食度合いを目視で観察した。ランク4及びランク5は、実用上問題ないレベルである。
5:3か月後、金属配線部の腐食が見られなかった。
4:1か月後、金属配線部の腐食が見られなかったが、3か月後に腐食が確認できた。
3:1週間後、金属配線部の腐食が見られなかったが、1か月後に腐食が確認できた。
2:1週間後、金属配線部にわずかな腐食が確認できた。
1:1週間後、金属配線部に顕著な腐食が確認できた。
Claims (9)
- カチオン1価当たりの分子量が150~220であるカチオン性化合物と、沸点が240℃以上の溶剤と、を含むインクジェット記録用前処理液と、
水不溶性染料、分散剤、及び水を含む、インクジェット記録用インク組成物と、
を有し、
前記沸点が240℃以上の溶剤の含有量は、前記インクジェット記録用前処理液の全量に対して14質量%~50質量%であり、
前記水不溶性染料は、C.I.Solvent Black 3であり、
前記分散剤は、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、及びウレタンウレア樹脂からなる群より選択される少なくとも1種である捺染用インクセット。 - 前記分散剤の酸価は、15mgKOH/g~90mgKOH/gである請求項1に記載の捺染用インクセット。
- 前記カチオン性化合物は、ジシアンジアミドとアルキルアミンとの縮合物、ジシアンジアミドとホルムアルデヒドとの縮合物、モノマー単位としてジアリルジメチルアンモニウムクロリドを含む重合体、及び、モノマー単位としてメチルジアリルアミン酢酸塩を含む重合体からなる群より選択される少なくとも1種である請求項1又は請求項2に記載の捺染用インクセット。
- 前記カチオン性化合物の重量平均分子量は、10,000~200,000である請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の捺染用インクセット。
- 前記分散剤の重量平均分子量に対する、前記カチオン性化合物の重量平均分子量の比率は、1.5~15である請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の捺染用インクセット。
- 前記インクジェット記録用前処理液は、界面活性剤をさらに含む請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の捺染用インクセット。
- 前記水不溶性染料は、油溶性染料、分散性染料、及び建て染め染料からなる群より選択される少なくとも1種の染料である請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の捺染用インクセット。
- 請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の捺染用インクセットに含まれるインクジェット記録用前処理液を、布帛にインクジェット記録方式を用いて付与する前処理液付与工程と、
請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の捺染用インクセットに含まれるインクジェット記録用インク組成物を、前記インクジェット記録用前処理液が付与された布帛にインクジェット記録方式を用いて付与するインク付与工程と、を含む捺染方法。 - 前記布帛は、セルロース繊維を含む請求項8に記載の捺染方法。
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