JPH0261183A - 染色方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はインクジェット印刷原理を用いた布はく染色す
るに関するものである。詳しくはインクジェット印刷原
理による布はく染色を施す時、布はく上のインク残留率
を高め布はくへの色素固定を向上せしめる方法に関する
ものである。

（従来技術と問題点） ファッションが多様化している今日、多品種少量生産の
要求が著しく強く、従来の捺染方法は複雑な工程を有し
、多大な費用と時間を要するために多品種少量生産の要
求には適応し難い傾向が一層顕著になっている。すなわ
ち布はくに図柄を染色するいわゆる捺染法は、古い歴史
を経てスクリーン捺染、ローラー捺染、転写捺染と区別
されるようになった。

スクリーン捺染はいわゆる謄写版印刷にみる如き型枠に
張れた紗（これには絹、ナイロン、ポリエステルなどが
ある）と呼ばれる布目の小さな薄い織物が張られ用いら
れろ。これをフラットスクリーン捺染とぼう。

一方、紗の代りに小さな穴のあいた金属膜を用い円筒状
にして用いられる。これをロータリースクリーン捺染と
言う。両者に共通する点は均一な穴を有するスクリーン
を使用することにあり、この１個の穴が図柄の最小単位
となり、ここを印刷ペーストが通過する。従って点状の
印刷が線で連がればラインを形成し、面で連がれば場を
形成する訳である。

この方式に於ては１枚（あるいは１個）のスクリーンで
１色の印刷ペーストしか使用できず、もし８色の表現を
欲する場合には８枚（あるいは８個）のスクリーンを必
要とする。

ローラー捺染は鋼ロール上にエツチング法で図柄を刻印
しその中に印刷ペーストを満たしてこれを布はく上に写
しかえる原理に基づく、この方式も一本のロールで１色
の印刷ペーストしか使用できず表現しようとする色数の
ロールを必要とする。

転写捺染は印刷ペーストを直接スクリーンもしくはロー
ルを介して布はく上に写す方法でなく、転写紙といわれ
る紙上に印刷法もしくは捺染法で印刷ペーストを含む図
柄を写しとり、これを布はくにもう一度写しかえるいわ
ゆる写し絵方式を原理としている。

この方式は捺染法としては一見簡単に見えるが、転写紙
製造工程は全〈従来の長い工程を必要とする事には変わ
りない。

この様に捺染は■デザイン■彫刻■捺染糊（印刷ペース
ト）■生地等が総合して出来上がる図柄の製造技術であ
るわけで、この４つの準備には多大な費用と時間をあま
りにも要しすぎる。

また捺染された図柄は芸術的、工芸的要素が強く、本生
産前に小片試験にて本生産と同−布はく上に再現し、デ
ザイン及び配色をとうすべきか検討するのが一般的であ
る。従って本生産になるか未定であっても先にあげた４
つの準備は一度されなければならない、ここで小片試験
の段階でデザイナ−が構想に合わないと判断した場合は
、本生産は中止となり全ての準備は流れ去る。

この様な問題点を解決するためにコンピューターグラフ
ィックと言われる画像処理とインクジェット印刷の組合
わせ技術の応用が注目されている。

この方式は紙の記録、印刷分野で発展したものであり、
この概念を布はくに応用し従来の捺染法をこれに置き換
える事が可能かもしれないと多くの試みがなされ既にか
なりの提案がなされている。

しかしながら、これらの提案は紙で確立されたインクジ
ェットインク、インクジェット装置を用い、従来の確立
された捺染技術のうわべを模倣する領域から脱しておら
ず、布はくの捺染技術を熟知する者から見れば、これら
の提案技術は何れも多くの問題を有しており布はくの特
性に合った技術は末だ提案されていないといえる。

本発明の目的は布はくの捺染技術とインクジェット印刷
技術の差を明確にしながら布はくの捺染に対して顕著な
効果を示すインクジェット印刷技術を提案することにあ
る。　このためには紙／印刷と、布はく／捺染の差を明
白にしておく必要がある。

りＭＪ織 紙も布はくも最小単位は微細な繊維状物質であることは
共通しているが、前者はこれらを無秩序に絡ませて抄紙
したものであり、構造的には無秩序であることが特徴で
ある。後者は一定の秩序に（いわゆる繊維長さ方向に〉
従って絡ませたり集束させたりした上、さらにこれらを
経、緯糸として織組織に従って織ったものであり、又は
編組織に従って編んだものであり構造的には秩序あるこ
とが特徴である。

２）表面形状 紙は文字を書いたり図柄を印刷する目的のためにその表
面は凹凸がなく、空白がなく平滑であるのが一般的であ
る。一方布はくは、先に示した様に各種の糸を用いて一
定の織門組織に従って作らるので、その表面は凹凸があ
り、空白があり、平滑でないのが一般的である ３）着色法 紙は文字、図柄を印刷する目的で各種の色素が用いられ
るが、これらの色素は紙の表面に付着させビヒクル　で
留める手法をとる。布はくは色、図柄をつけるために、
やはり各種の色素を用いるが、これらの色素は布はくの
化学的構造によって使い分けられ布はくを構成する繊維
内部まで浸透させ、固着せしめる手法をとる。この両者
の違いは紙は濡らすことはないことを前提とし、布はく
は濡らすことを前提にしているためである。又色素はそ
れぞれ分子構造が解明されているが、これら色素が単分
子状である状態で、真の色相であるのに対し集合状態に
なると色が鈍化する。これは紙の場合の様にただ付着さ
せる場合あまり色素濃度を高めるとこの集合が起こり色
の鈍化がおこる。このため色素濃度を集合状態以上に設
定できない。

一方布はくの場合には色素の固着させるために高温、高
圧を用いて、さらに化学反応作用をも併用し、例え集合
状態で用いても最終的に単分子状になされる。このため
色素濃度は色素の溶解度が許す限り集合状態を無視して
高め使用することは可能となる。

着色法をさらに深く見極めると、紙の場合は紙の表面に
付着させたものが百パーセント効果に働くが、布はくの
場合は布はく表面に付着させた後、染着させる手段とし
ての乾熱〜湿熱処理及び洗浄があるため実質繊維の表面
〜内部に強固に染着した色素のみが残留し、他は繊維上
から脱落することになる。この様に布はくに於ては色素
が繊維の内部に移動する、集束する系全体に分配される
。

残留率等の理由で紙と対比しがたい低い濃度となる訳で
ある。

この様に紙と布はくへの印刷／捺染には差があることを
明らかにしたが、布はくへのインクジェット印刷は紙の
インクジェット印刷レベルで満足できず、従来の捺染と
同様レベルを全てに満たす様にすべきであることは言う
までもない。次いで布はくへのインクジェット印刷の概
要を説明し、その問題点を浮きぼりにする。

布はくへのインクジェット印刷は色素を含有する液体、
すなわちインクを粒状にし、被印刷物である布はくに吹
き付けて色素を仮固定する。この時１個の粒子が最小の
印刷単位であり、この粒子を球形とみなせば、その径は
１０ミクロンから３００ミクロンになる様にする。この
径が小さければ、当然被染体上にしめる被覆面積は小さ
く多く打点しなければならない。しかし細いラインや点
の図柄が得られる利点がある。逆に大きくなればこの逆
のことが起こる。今、粒子の液体を水滴体と考えると２
０ミクロン径では１個の粒子は１１．１９Ｘ１０−９ｇ
、６０ミクロン径では！、１３Ｘ１０”ｇとなる。この
粒子の中に色素が溶解されており、その粒子重量に比例
した濃度を有する。

例えば全面に均一に打点したとすると１ｃｍ２当たり２
０ミクロンでは６，２万粒、６０ミクロンでは１．６万
粒を要する。これらの粒子は７０００〜１５００００粒
／分の速度で打ち出される。従って付与量は粒子の大き
さＸ打点数で与えられ被染体上の色素濃度は１個の粒子
中に含まれる色素濃度、粒子の大きさ、打点数の３者で
決定されることは明白である。

インクジェット印刷における最小の印刷単位は、１個の
小さな粒子である事を説明した。これらのインクは最低
でも４色（この場合イエロー　レッド、ブルー、ブラッ
ク、）のインクツボに納められ、各々がノズルを介して
打点される。

例えばグリーンを表現する場合イエローインクとブルー
インクが、１対２の割合にカウントされ打点される。こ
の打点は両者が重なって打点される場合と分離して打点
される場合がある。特に後者の場合打点された粒の布は
く上での面積が大きくそして分離していると、混合色と
してみえなくなる。この打点法は人間の眼の視覚現象を
応用しているものであり、この様な混色は併置加法混色
と言われている。

インクジェット印刷は色表現にこの様な混色法をとって
いるので、インクツボの色素濃度を確かめると碓氷淡い
色相を表現するには、打点数が極度に減り、分離した打
点となることは当然であり要求される色相、濃度に適し
たインクツボの色素濃度に調整する必要がある。

以上の事は混合して色表現する場合の問題点の一つを説
明したものであるが、布はくにインクジェット印刷を応
用して従来の捺染に置き換太るには色素濃度が最大ポイ
ントとなる。なんとなれば、色表現のポイントは先に上
げた色相とここで言う濃度にあるからである。

要求された色相が得られても濃度が１０分の１〜５分の
１ではその価値はない。全ての要求される濃度が再現で
きるべきだ。一方、１個の粒子中の溶解色素量が多けれ
ば、被染体に要求される濃度に対して打点されるインク
量は少なくてすみ、にじみが小さくなることが、期待さ
れる事は明白である。ここで布はくにおける　にじみに
ついて説明を加えておかなければならない。

紙においても、にじみは最大の品質チエツクポイントで
あるが、布はくにおいてもそうである。

しかし、布はくのにしみは紙の様にシビアでない。

布はくは先述の様に組織、表面的要素で紙より不利な点
があるが、従来の捺染技術にみる如くにしみ対策は、各
繊維、各組織に対し適正なる対策が実施されていること
からみても、にじみはそれほと強調すべき問題とならな
い。

しかし、にじみ発生の場合には、にじみの発生原因を明
らかにしてインク側からの改良、被染体側からの改良、
印刷、固着側からの改良等適切な処置は必要であること
は言うまでもない、先述の様に、濃度の薄いインクを使
用する故に粒子の大きさ、打点数を多くすることによっ
て液体量が、増える事によってにじみが起こりやすくな
ることは当然であるが、濃度の濃いインクを使用すれば
直ちに解決できるものである。

従って布はくインクジェット印刷における最大のポイン
トは、インク中における色素濃度をいかに高めることが
出来るかにあることに帰するが、残留率をいかに高める
かも重要なことである。

インクジェット印刷を紙に応用する場合、にじみを回避
するために紙の組織、厚み、添加物、表面コート剤等を
特に吟味したものを指定し用いるのが通例である。

布はくは先述の様に紙とは多くの点て異なることを示し
た。布はくをインクジェット印刷する場合は予め布はく
をゴム板、樹脂板、フィルム、紙等の上に固定して印刷
するが、この際インクが布は・くを通りぬけてこれら支
持体にまで至ってしまう、これは勿論インクのロスであ
り、布はく土でのインクの残留率を低下せしめ、さらに
支持体をったってのインクの移動は、にじみとなって現
れたり支持体上のインクの移動はモアし現象を助長する
こととなる。

本発明の目的はインクジェット印刷による布はくの染色
に於て布はく上でのインクの残留率を最高にする方法を
提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は布はくをインクジェット印写捺染するに際し、
原布はくの全体もしくは印刷しようとする面に非染着性
高分子化合物を被覆して皮膜を形成し、ざらに原布はく
の印刷しようとする面と反対側の非印刷面に改めて高分
子化合物を被覆して皮膜を形成して、非印刷面側へのイ
ンク流出を防止する処理をした原布はくを印写処理する
布はくの染色法である。

まず布はくにおけるインクジェット印刷方法による布は
く染色の手順を説明する。

１）デザイン 希望するデザイン源になる紙上の柄、布はく上の柄、フ
ィルム上の柄、もしくは、無地色をコンピュータグラフ
ィック装置に読み取り、柄のレイアウト、修正等を行い
色指図をなす。

２）布はく 希望する布はくを適正なる、端線条件、セット条件下で
処理し、次で拡布状で印刷向上、にじみ防止を目的とし
た前処理をなし、しわや目的がりのない様に乾燥する。

３）インク 希望する布はくに適合した品種のインクを装置に充填す
る。

４）印刷 コンピュータグラフィック装置の指図通り印刷がなされ
る。

５）後処理 布はくと使用インクによって定まる固着処理を行う。次
で、未固着、前処理物質を除く洗浄がなされる。さらに
必要に応じ、堅牢度増進の為の処理（例えば洗浄、摩擦
、耐光等の諸堅牢度）や、布はくの風合調整、機能性付
与（例えばはっ水、制電、防しわ）の仕上処理をして終
える。

本発明に用いられる布はくは、植物繊維、動物繊維、人
造繊維等の何れでもよい。これら各々の単独あるいは二
種以上の混紡、混繊、混繊の形でもかまわない、布はく
の形態は、織物、編物、組物、レース、網、不織布であ
る。用いる色素は、従来の染色学で分類される名称を用
いれば次のものが該当する。直接染料、酸性染料、塩基
性染料、蛍光染料、分散染料、反応性染料等である。こ
れら染料は従来の浸染、捺染用に用意されたものであり
、インクジェット印刷用インクにこれらの主成分である
色素を用い加工する。加工としては、副生物、不純物、
添加物等の除去精製なと色素の純度向上と粒度、粘度、
表面張力、比電導度、ＰＨ副調整いったインクとしての
性能付与手段を構する。

インクジェット印刷による布はく染色に於ては前処理は
重要な役割をもつ。この前処理の役割は大きく分けて二
つある。一つは布はく表面を出来るだけ平滑にしようと
する働き、もう一つはインク中に存在する溶媒を出来る
だけ吸収保持しようとする働きである。

布はく上に供給されるインクは、布はく自体とこの前処
理に用いられる高分子化合物中に保持されるが、インク
の供給量がこの保持できる限度を越えるとにじみの現象
を起こす。

一方、インクジェット装置の方からは、インク供給を良
くするために印加電圧を上げるなとしてインクを良く浸
透させようとする。これは確実にインクが、布はくの印
刷面の反対面まで通過する結果となり、支持体上にイン
クを乗せることになる。

本発明は２つの処理手段によって前処理を行う。

即ち非染着性高分子化合物で被染体全体を被覆する様に
、又は印刷面を均一に被覆する様に皮膜を作るが以下前
処理部分について詳しく説明する。

ここで用いる非染着性化合物は、アラビアガム、グアガ
ム、ローカーストピンガム、シラッガム、アルギン酸ナ
トリウム、カルボキシメチルセルローズ、カルボキシメ
チルスターチ、ポリアクリル酸ナトリウム等で用いる布
はく、用いる色素によって最適のものが選択され、二種
以上を混合して用いることが好ましい場合もある。

ここで非染着性高分子化合物とは、用いる色素に対して
全く染着しないという意味ではなく、使用する色素１度
で被染体を着色せしめる時被染体に希望する濃度が得ら
れればその第一条件を満たし、さらに非染着性高分子化
合物に移行した色素が次工程の発色、洗浄等で悪影響を
及ぼさなければ第二の条件を満たし、さらに色素のロス
が経済的に見合えば第三の条件を満たしていることにな
る。

この非染着性高分子化合物を溶解するには溶媒として主
として水が用いられるが、特殊なる場合４０℃〜１３０
℃に沸点を有し、常温下での表面張力が３０〜６５ダイ
ン／印を満たす有機溶媒が使用される。次に示す物質が
最適添加される。

防腐剤　　；使用する高分子化合物の腐敗防止のため 抗還元剤　；各種色素の高温乾燥、高温湿熱時におこる
還元現象防止のため 例えばメタニトロベンゼンスルホン 酸ナトリウム 固着助剤　；各種色素の繊維上での移動防止、固着向上
を促す。例えば、ぼう硝、食 塩、塩化カルシューム等の中性塩 固着反応剤；各種色素の繊維上での固着を促す例えば酢
酸、硫酸アンモニウム等の 酸性物、炭酸水素ナトリウム、水酸 化ナトリウム等のアルカリ物 固着促進剤；各種色素の繊維への固着を高める例えば尿
素、チオ尿素等のヒドロト ロープ物、クロルベンゼン、安見香 酸等膨澗剤 この非染着性高分子化合物を付与する場所は被染体全体
を被覆する様に付与するか、印刷側となる被染体表面上
を被覆する様に付与することになる。被染体全体を被覆
する付与方法としては、パッド法、スプレー法があり被
染体の印刷側表面を被覆する付与方法としてスクリーン
法、コーティング法、スプレー法がある。

非染着性高分子化合物は、素材、単糸の表面、単糸の長
さ、単糸数、糸の太さ、糸の加工（例えば撚り）経緯糸
の構成、経緯糸の密度、最終製品の＆Ｉ！糸長さのバラ
ンスより生ずる組織内の空隙、組織凹凸、厚み等によっ
て付与量は左右される。

勿論非染着性高分子化合物の溶解した状態の粘性も付与
量を左右する。

パッド法は浸漬操作と紋り操作よりなるが、布はく内部
まで均一に分布する様に複数回の浸漬と紋りが繰り返さ
れる場合もある。パッドされた布はくは、拡布状で取り
扱われ乾燥される。スプレー法は圧力を応用した吹き付
は法であり用いる粘性はパッド法より小さく布はくの片
面もしくは、両面になされる。組織表面の凹凸、厚み等
からプレスを原理とするカレンダーリングの様な平滑性
向上の後加工も追加される。

被染体の重量、皮膜のｉｉｔは何れも絶乾状態下で測定
（）、被染体皮膜による吸湿による影響を省いている。

実際上は皮膜の厚みでもフて処理すべきであるが布はく
という特殊性から重量法で代用した。

上記の方法で作成する皮膜は、被染体を構成する単糸、
糸とに出来る場合組織空隙にも達する場合がある。当然
後者が本発明の狙う所であるが非染着性高分子化合物に
よる皮膜の厚みは、被染体厚みの１００分の１から２分
の１＠を満足することが望ましい、この時皮膜の重量は
被染体！量の２００分の１から４分の１倍の範囲にはい
る。この為には例えばパッド法に於て、パッドすべき溶
液の粘性は、ＩＣＰＳ−１０万ＣＰＳに調整され、絞り
率５０〜１３０パーセント下でなされる。

非印刷面側への高分子化合物の付与は次の如くなされる
。これに用いられる高分子化合物は、先に用いた非染着
性高分子化合物を勿論使用することが出来るが、新たに
次の様な高分子化合物も用いられる。メチルセルローズ
、ハイドロオキシエチルセルロー・ズ、アセチルセルロ
ーズ、ハイドロオキシエチルスターチ、アセチルスター
チ、ばい焼スターチ、アルギン酸プロピレングリコール
エステル、タマリンド種子、ポリ酢酸ビニル、ポリビニ
ルアルコール等である。この様に高分子化合物の拡大が
なされるのは、染着に及ぼす影響が非染着性高分子化合
物による皮膜上に補強的になすために小さく、その付与
法から粘性的制約も大きく広げられるからである。

付与法はスクリーン法、コーティング法、スプレー法が
ある。スクリーン法の場合、例えば１５〜４０デニール
のモノフィラメントもしくは、マルチフィラメントより
なる経糸畜度３０〜４００本／１ｎ、緯糸畜度３６〜３
７０本／ｉｎの平織物が紗として使用される。高分子化
合物溶液の粘性は、５００　ＣＰＳ〜１０万ＣＰＳで１
回〜数回のスキージングで付与量の増加がなされる。コ
ーティング法は、ナイフフローテング方式、バイブコー
タ一方式、リバースロールコータ一方式、またはオーバ
ーナイフコータ一方式がありスクリーン方法と同等の付
与量を得ることが出来る。この高分子化合物による皮膜
の厚みは、印刷面皮膜厚みの２分の１から２０倍を満足
することが望ましい、この際の皮膜の重量は印刷面皮膜
のｉｌｉの１０分の１から２０倍の範囲にはいる。両者
の塗工後、乾燥機中で１００〜１５０℃の温度で組織密
度を調整しながらしわや折り目のない様に注意深く乾燥
する。

以下実施例をもって示す、なおインクジェット印刷装置
はオンデマント型でノズル径６０μｍ、印加電圧１０７
ボルト、解像度１８０ドツト／ｌｎ４×４マトリツクス
である。印写は印刷装置にある３つのインクつぼ全てに
同一インクを充填し、１６打点、３２打点、４８打点を
同一場所に同時になせる様にした。使用インクは、ＣＩ
ＲｅａｃｔｖｅＲｅｄ２４をインク光学宝度１，０万に
なるようにイオン交換水に溶解しインクとした。ここで
インク光学密度は分光光度計の試料セル１０ミリメート
ルにおける測定値に、インク原液濃度から測定時濃度ま
での希釈倍率を乗じた値であり極大吸収波長値の所で表
示した。

実施例１ 精練申出しされたレーヨン平織物を用意した。当布はく
の密度緒糸１３０本／　ｉ　ｎ緯糸８６本／ｌｎであり
その重量は５６ｇ／ぜと薄くインク吸収保持が極端に悪
いものである。当布はくはアルギン酸ナトリウム１％、
重曹５％、水９２％よりなる水溶液をパッド処理し乾燥
した。絞り率は６４％であった。これを比較品とする。

次で同じアルギン酸ナトリウム３％、水９７部で２．１
７５ｃｐＳのコート液をつくり、７００メツシユのスク
リーンを用いて上記バット処理布の片面にコート乾燥し
た。パッドによる皮膜の重量は被染体重量の１０分の１
倍であり、スクリーンコートによる皮膜の重量は上記皮
膜重量の３倍であった。両凸の周囲に両面粘着テープを
張りしわのはいらない様に紙に固定した。印写後１０３
℃の飽和蒸気スチーマ中で１０分間Ｍ熱し、アルカンス
ルホン酸塩０．２ｇ／Ｌソーピング液中で７０℃の２０
分処理し水洗乾燥した。結果は次の如くであった。

本発明による実施例にみる如くインクジェット原理印刷
による布はくの染色は、噴射されたインクを被染体側に
とどめて高い固着性を付与ししかも、第二次的におこる
インクの裏もれによる欠点を解消できるので品位布はく
染色ができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）布はくをインクジェット印写捺染するに際し、該
   布はくの全体もしくは印刷しようとする面に非染着性高
   分子化合物を被覆して皮膜を形成し、さらに該布はくの
   印刷しようとする面と反対側の非印刷面側に改めて高分
   子化合物を被覆して皮膜を形成した後、該布はくを印写
   捺染処理することを特徴とする布はくの染色方法。
2. （２）非染着性高分子化合物による皮膜の重量が、被染
   体重量の２００分の１から４分の１倍を満足する請求項
   １記載の方法。
3. （３）非印刷面倒への高分子化合物による皮膜の重量が
   、印刷面皮膜重量の１０分の１から２０倍を満足する請
   求項１記載の方法。