JPS62283174A

JPS62283174A - インクジエツト用インク組成物およびそれを用いる染色方法

Info

Publication number: JPS62283174A
Application number: JP61125910A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Handa; 半田　信義; Yutaka Masuda; 豊増田
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1986-06-02
Filing date: 1986-06-02
Publication date: 1987-12-09

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】３、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用インク組成物およびそれを用
いる染色方法に関し、特にインクの安定性や吐出性が良
好でかつ優れたにじみ防止効果を付与するインクジェッ
トインク組成物およびこれを用いろ染色方法に関するも
のである。

（従来の技術）近年カラーインクジェットプリントの技術の進展にとも
ない、例えば特開昭５４−１８９７５号などに示される
ように、これを布帛の捺染に利用しようとすることが試
みられている。

布帛に利用しようとすると、紙に印字する場合にくらべ
、色が薄く見えたり、にじみが大きいという問題が生ず
る。また、染色対象となる布帛の種類は紙にくらべ多種
多様である。これらが原因し効果の大きい共通したにじ
み防止手段および布帛用のインクジェット用インクは未
ｔ！開発されているとは言い難い状況にある。

にじみ防止に関し、例えば特開昭５４−１０１９９１号
にカルボン酸含有合成糊剤をインクに添加せしめ、基材
をアルカリ物質で前処理し、インクを基材上で増粘させ
ろ方法が提案されている。

ここで用いられている合成糊剤は「酸型においては水性
媒体中の溶解性が低い合成糊剤は好ましくない」と記載
されていることおよび実施例から明らかなように水に溶
肝するタイプのポリカルボン酸が好適なものとして用い
られている。

本発明者らの検討によると、この水溶性のカルボン酸含
有ポリマは使用濃度が増大するにつれ、液の粘度も著し
く増大する特性を有する。

一般に、インクジェットの様に１秒間に数千〜数１０万
個の液滴を飛翔させろ場合、インクの飛翔性やノズル詰
りはほぼインクの粘度で決定される。即ち、インクの粘
度が高くなると、インクの飛翔が乱れ、長時間の安定吐
出が難しく、均一でしかも鮮明な図柄を付与できず、さ
らに高粘度となると吐出不能となる。にじみ防止性を考
慮しなければ、インクの粘度は低いほど（水に近いほど
）好ましいとされている。

水溶性タイプのカルボン酸含有ポリマをインクに添加し
た場合、上述した様に、使用量にもよるが粘度は上昇傾
向にあるため、布帛へのにじみは減少される方向にある
。しかし、真速吐出するインクジェット染色の使命であ
る、インクの飛翔性の面では著しく劣るという難点を有
する。一方、粘度低下を目的に使用量を低下せしめると
、インクの飛翔性は改善されるが、逆に粘度が低いため
、布帛のにじみは大きく、繊細かつ鮮明な図柄は付与で
きない。

結局、水溶性タイプのカルボン酸含有ポリマをインクに
添加する系においては、インクの飛翔性および増粘によ
るにじみ防止の両者を満足させろことは極めて困難であ
り、布帛に繊細な図柄を描くことは非常に難しい。

（発明が解決しようとする問題点）本発明の目的は、低粘度で吐出性および飛翔安定性が優
れたインクジェット用インク組成物およびそれを用いた
染色方法を提供するにある。

（問題点を解決するための手段）本発明のインクジェット用インク組成物は、染顔料また
は一機能付与薬剤を含有する水主媒体のインクジェット
用インクにおいて、アルカリ物質により可溶化して増粘
可能なカルボン酸含有ポリマーを酸型エマルジョンの形
で固形分重量で０．３％〜１０％含有せしめたことを特
徴とする。

本発明の染色方法は上記インク組成物を用いてアルカリ
性物質で前処理された基材を染色することを特徴とする
。

近年非接触の記録・印字を行うため３０〜５００μのノ
ズルから噴射するインクを創部することによる印字装置
が開発されているが、本発明でいうインクジェット法と
は、これを布帛の図柄を形成する染色に応用するものを
指す。インクジェット法としては、数多くの方法が考案
されている。これらの方法の主なものを、インク小滴の
発生方法で分類すると３種の方法があり、本発明にいう
インクジェット法は、これらを含めどの方法も包含する
ものである。第１の方法は、圧電素子の力だけでインク
小滴を必要に応じてオリフィスから噴出させる圧力パル
ス型（オンデマンド型）である。第２の方法は、加圧し
たインクを細孔からジェット状に噴出させ、これに振動
を加九で小滴に分裂させると同時に電荷を与えて、これ
を創部する加圧振動型である。第３の方法は、前述の第
２の方法が加圧したインクを細孔から噴出させるのに対
して、インクを静電引力によりノズルから引き出す静電
加速型である。さらに最近、高速化をはかるために、バ
ブルジェットやスリットジェットの開発検討が進められ
ており、これらも当然本発明にいうインクジェット法に
含まれろ。

本発明のインクジェット用インク組成物は、とくに３０
〜１００μの細径ノズルから、３〜１２ドツト／町の′
１４解像度で繊細な柄を描くのに適している。

本発明でインクジェットインク成分に添加するカルボン
酸基含有ポリマの酸型エマルジョンとは、カルボン酸基
（−ＣＯＯＨ）の状態では実質的に水に不溶の微粒子エ
マルジョンとして存在し、中和ないしアルカリ性の下で
少なくとも一部が−Ｃ００Ｍ基（Ｍはアルカリ金属、ア
ンモニウム、アミン等の塩形成成分）となり可溶化、増
粘するポリマのことをいう。

このようなポリマ自体は公知であり、その構造や製法に
限定されるものではないが、代表的にはカルボキシル基
含有単量体と他の重合性単量体を乳化重合させることに
より得られる。

ここでカルボキシル基含有単量体の具体例としては、ア
クリル酸、メタクリル酸、のほかイタコン酸、（無水）
マレイン酸などがあげられる。

他の重合性単量体の具体例としては（メタ）アクリル酸
メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル
酸ブチル、（メタ）アクリル酸−２−エチルヘキシル、
スチレン、酢酸ビニル、アクリロニトリルなどがあげら
れる。

さらに必要に応じて多官能の架橋性単量体例えばエチレ
ングリコールジ（メタ）アクリレート、ブタンジオール
ジ（メタクリレート）、ジアリルフタレート、メチレン
ビス（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼンなどのジ
ビニル化合物を少量含有させてもよい。

またカルボキシル基と反応する単量体例えば、メチロー
ル（メタ）アクリルアミド、グリシジル（メタ）アクリ
レート、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチルなども配
合することができる。

これらの単量体の配合比についても限定されろものでは
ないが、カルボン酸含有モノマ３〜７０％、その他のモ
ノマ９７〜３０％、架橋性単量体Ｏ〜５％、カルボン酸
基と反応する単量体０〜５％の組成が特に好ましく用い
られる。乳化重合の方法についても特に限定はなく公知
の方法により重合することができろ。乳化重合が好まし
いのは生成エマルジョン系をそのままインクの調製に用
いうろからである。特に通常１０〜５０％の固型分とな
る系で乳化重合しこれをインクジェットインクに添加す
るのが好ましい。

このようなポリマエマルジョンはエマルジョン型アルカ
リ増粘剤として市販されており、具体的にはロームアン
ドハース社！ｌ！！［プライマルＡＳＥ−６０」、「プ
ライマルＡＳＥ−７５Ｊ、「プライマルＡＳＥ−９５Ｊ
、「プライマルＡＳＥ−１０８」、「プライマルＴＴ−
９３ＳＪなと、大日木インク■製「ボンコートｖ」、「
ボン：ｌ−トＨｖ」、東亜合成■製「アロンＢ−３００
Ｊ、「アロンＡ−７０７０Ｊなどが挙げられる。

本発明のインクジェットインク組成物は通常の着色の目
的で染顔料（即ち染料又は顔料）や機能付与の目的で機
能付与薬剤を含むものである。

ここで染料としては、水溶性染料として直接染料、酸性
染料、錯塩酸性染料、ナフトール染料、反応性染料等、
のアニオン性染料が好ましく挙げられろ。また水不溶性
染料として分散染料、建染染料、油溶性染料等が挙げら
れる。顔料としては有機顔料、無機顔料が挙げられる。

染顔料のうち好ましいのはアニオン性水溶性染料であり
、特に好ましいのは反応性染料である。着色剤以外の機
能性薬剤としては、例えば、帯電防止剤、ＳＲ剤、難燃
剤、吸湿・吸水剤、金属、樹脂等が挙げられる。

本発明に用いられろエマルジョンは水溶性タイプのカル
ボン酸含有ポリマと異なり、低粘度である特徴を持ち、
使用量によってインク粘度が増加することはほとんどな
い。使用量はエマルジョンの構造、乳化剤、着色する基
材により若干具なるが、にじみ防止の点で、固形分重量
として０３〜１０％、特に１５〜５％の範囲とすること
が好ましい。

インク粘度は、吐出性やノズル詰りの観点からｓｅｐ以
下、特に５ｃｐ以下が好ましい。ここでいう粘度、（ｅ
ｐ）はＥ型粘度計による２５℃、１００ｒｐ−での値で
ある。

染顔料の使用量は特に限定されるものでないが、一般的
には純色素として０２〜１０％の範囲である。

本発明のインクジェットインク組成物の主媒体としては
水を用いろ。すなわち本発明のインクの必須成分は、水
、カルボン酸型エマルジョン、染顔料または機能性薬剤
である。

本発明のインクジェットインクは媒体として、水のほか
に、高沸点の水溶性溶剤、例えばグリコール、グリコー
ルエーテル等を併用することが好ましい。グリコールと
しては、エチレングリフール、グリセリン、１．３ブタ
ンジオール、１．４ブタンジオール、β−チオジグリコ
ール、ジエチレングリコール、２．３ブタンジオール、
ネオペンチルグリコール、プロピレングリコール、ジプ
ロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ヘキ
シレングリコール、ポリエチレングリコール等が挙げら
れる。グリコールエーテルとしては、エチレングリコー
ル・モノ・エチル・エーテル、エチレングリコール・モ
ノ・ブチル・エーテル、エチレングリコール・ヘキシル
・エーテル、ジエチレン・グリコール・ブチル・エーテ
ル、プロピレングリコール・ブチル・エーテル等が挙げ
られ、これらは上記のグリコールとの混合物の形で用い
てもよい。これらのなかでは、特に親水性の大きい、エ
チレングリコール、グリセリン、１．３および１．４ブ
タンレオールが好ましく用いられる。その使用量は５〜
６０％が好ましい。

また本発明のインク組成物において、酸型エマルジョン
は塩の感受性が大きく、塩析作用によりクーリングや凝
集が発生しやすい。本発明者らの検討によれば、好まし
くは塩の濃度はナトリウムイオン（Ｈａ”）換算で０．
２モル％以下、更に好ましくは０．１３モル％以下の場
合にインクの安定性が良好である。

ここでいう塩としては、食塩や硫酸ナトリウムなどの水
溶性の塩類が挙げられる。この塩は染料の製造工程なら
びに増量剤として従来から用いられているものである。

その他、水溶性染料および分散剤としてのイオン成分も
塩としての作用を示す。塩濃度の調節のために、必要に
応じ、水溶性染料にあっては染料の精製や逆浸透膜や限
外濾過などの公知の方法で脱塩処理を行うことが好まし
い。また、市販染料の中から、塩の濃度が低い染料（例
えば１ｉｑｕｉｄ染料）を選択して使用するのが望まし
い。水溶性染料にあっても同様であり、精製された染料
を分散化処理せしめ、しかも塩などの増量剤の添加のな
い染料を用いろことが好ましい。

本発明において最も好適なインク組成物は、反応性染料
（固形ｆｉ）　　　　　　０．２〜１０％グリセリン　
　　　　　　　　１０〜４０％酸型エマルジョン（固形
ｆｉ）　　　０．３〜１０％水　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　８９．５〜４０％からなるもの
であり、インク粘度が８ｃｐ以下、好ましくは５ｃｐ以
下であり、更に塩濃度が０２モル％以下より好ましくは
０．１３モル％以下のインク組成物である。

本発明のインクジェット用インク組成物の用途は記録紙
および布帛等に限定されろものでないが、アルカリで可
溶化および増粘するため、アルカリ物質で前処理された
基材を用いた場合特に顕著な効果が発現する。

本発明のインク組成物は前記した成分以外に、必要に応
じ、表面張力調整剤、防カビ剤、酸素吸収剤、キレート
剤等を適宜添加してもよい。

上記の態様において本発明のインクは基材に付与された
アルカリにより増粘し、にじみを防止することができる
。にじみ防止の程度は基材により異なるがこの目的のた
め増粘後のインク粘度が好ましくけ５０〜１００００　
ｅｐ、さらに好ましくは１００〜５０００ｅｐになる様
なアルカリ物質で基材を処理することが好ましく、一般
的には水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化物
、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ性を示
す塩類、トリエタノールアミン等のアミン等が用いられ
る。基材へのアルカリ物質の付与量は０．１〜１０％、
特に１〜３％が好ましい。

基材としては好ましくは各種のｍ維構造物すなわち織編
物、不織布などが用いられる。

（実施例）以下に実施例を示すが、本発明はこれに限定されろもの
でない。

実施例　１酸型カルボン酸含有ポリマとして、水溶性タイプとエマ
ルジョンタイプのインク適性を比較するため、第１表に
示す酸型カルボンを使用し、下記のインク組成（１）、
基材（２）およびインクジェット方法（３）で染色した
。

（１）　　インク組成グリコール：グリセリン　　　　　　　　　　　２０％
酸型カルボン酸（第１表）　　　　　　　Ｘ％１００％インクを作成し、５μカツトのフィルターで口過し、２
０ｍＨｇで約１時間脱気した。脱気後、東洋計器のＥ型
粘度計（１００ｒｐｍ）で２５℃、３５℃でのインク粘
度を測定した。

（２）基　材木綿から成るブロード織物（Ａ）を用い、炭酸ナトリウ
ム２０　ｇ／ｌでパッド（絞り率６０％）、乾燥（１０
０℃×３分）し、アルカリ前処理された布帛を得た（Ｂ
）。

の方法でインクジェット染色した。

インクの吐出性はストロボ観察より飛翔性を調べた。ま
た、にじみはマイクロシリンジを用い５μ４の液滴を布
帛に滴下し、その長径よりドツト径（、、、）を求めた
。ドツト径が小さいほど滲みが小さいことを示す。同様
にインクの吐出性が良好なものについて、実機でのドツ
ト径（μ）を８徹鏡観察から求めたものも合わせて示し
た。

第１表に示した酸型ポリカルボン酸は各々、カーボポー
ルＣａｒｂｏｐｏｌ　　＃８４Ｂ　（Ｍ！Ｆ　４００００
００）　　：　Ｇｏｏｄ　ｒｉｅｈ社製ポリアクリル酸
　（Ｍｗ　４００００００１　　：和光純薬社製プライ
マル）’ｒｉｍａｌ　　　　　　　ｓ　Ｒｏｈｎ　＆　
Ｈａｓｓ社製ボンコート　　　　　　　　　　　：大日
本インク社製である。

第１図は第１表の結果を図で示したもので、固形量と粘
度の関係、また第２図も同様であり、粘度とドツト関係
を各々示した。

第１表および第１図より、水溶性タイプのポリカルボン
酸は固形量の増大により、著しく粘度が上昇する特性を
示すが、エマルジョンタイプは殆ど粘度上昇を示さない
。インクの吐出性はほぼ粘度で決定され、インク粘度（
２５℃）が８　ｃｐｓ以下のもの、より好ましくはＳ　
ｃｐＵ下のものがよく、いずれも良好な吐出性を示す。

一方、布帛のにじみはドツト径（履）（μ）で決定され
、マイクロシリンジ法では９ｍ以下、実機では３００μ
以下のものが繊細な図柄が付与できた。

従って、インクの吐出性およびにじみ防止の両者を満足
させろためには、第２図にみられるようにエマルジョン
タイプの増粘剤を用い、インクは８　ｃｐｓ以下である
ことが望ましい。

（発明の効果）本発明のインクジェット用インク組成物はインク粘度が
低く、飛翔性が良好かつノズル詰りが無く、長時間の連
続吐出においても、安定吐出が可能であり、合わせて、
にじみ防止が付与できるものであり、実用的な価値は非
常に大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明インクジェットインク組成物におけるカ
ルボン酸基含有ポリマの固形量と粘度との関係、第２図
は粘度とドツト径の関係を示す線図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）染顔料または機能付与薬剤を含有する水主媒体の
インクジェット用インク組成物において、アルカリ物質
により可溶化して増粘可能なカルボン酸基含有ポリマー
を酸型エマルジョンの形で固形分重量で０．３％〜１０
％含有せしめたことを特徴とするインクジェット用イン
ク組成物。
（２）インク粘度が８ｃｐ以下である特許請求の範囲第
１項記載のインク組成物。
（３）染顔料または機能付与薬剤を含有する水主媒体の
インクジェット用インク組成物において、アルカリ物質
により可溶化して増粘可能なカルボン酸基含有ポリマー
を酸型エマルジョンの形で固形分重量で０．３％〜１０
％含有せしめてなるインクジェット用インク組成物を、
アルカリ性物質で前処理した基材にインクジェット法で
付与し染色することを特徴とする染色方法。