JPWO2020175204A1 - インク用分散液組成物及びインク組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
1)
水不溶性着色剤、水溶性多糖類化合物、多価金属塩、分散剤、及び水を含有するインク用分散液組成物。
2)
前記水不溶性着色剤が、分散染料及び油溶性染料からなる群より選択される少なくとも1種を含む1)に記載のインク用分散液組成物。
3)
前記水溶性多糖類化合物が、アルギン酸類化合物、ペクチン類化合物、カラギーナン類化合物、カルボキシメチルセルロース類化合物、及び寒天からなる群より選択される少なくとも1種を含む1)又は2)に記載のインク用分散液組成物。
4)
前記多価金属塩が、Ca、Mg、Ti、Al、Zn、Fe、Co、Ni、及びCuからなる群より選択される少なくとも1種の金属の塩を含む1)〜3)のいずれか1項に記載のインク用分散液組成物。
5)
前記分散剤が、アニオン系分散剤、ノニオン系分散剤、及び高分子系分散剤からなる群より選択される少なくとも1種を含む1)〜4)のいずれか1項に記載のインク用分散液組成物。
6)
前記アニオン系分散剤が、β−ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、アルキルナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、クレオソート油スルホン酸塩のホルマリン縮合物からなる群より選択される少なくとも1種を含む5)に記載のインク用分散液組成物。
7)
前記ノニオン系分散剤が、フィトステロール類のエチレンオキサイド付加物及びコレスタノール類のエチレンオキサイド付加物からなる群より選択される少なくとも1種を含む5)又は6)に記載のインク用分散液組成物。
8)
前記高分子系分散剤がスチレン−(メタ)アクリル共重合体を含む5)〜7)のいずれか1項に記載のインク用分散液組成物。
9)
さらに、消泡剤を含有する1)〜8)のいずれか1項に記載のインク用分散液組成物。
10)
さらに、水溶性有機溶剤を含有する1)〜9)のいずれか1項に記載のインク用分散液組成物。
11)
さらに、防腐剤を含有する1)〜10)のいずれか1項に記載のインク用分散液組成物。
12)
前記水不溶性着色剤、前記水溶性多糖類化合物、及び前記多価金属塩を含む粒子を含有し、該粒子の数平均粒子径が10〜500nmである1)〜11)のいずれか1項に記載のインク用分散液組成物。
13)
1)〜12)のいずれか1項に記載のインク用分散液組成物を含有するインク組成物。
14)
13)に記載のインク組成物をインクとして用い、該インクの液滴をインクジェットプリンタにより記録媒体に付着させて印刷を行うインクジェット印刷方法。
15)
14)に記載のインクジェット印刷方法により印刷されたインクジェット印刷物。
16)
15)に記載のインクジェット印刷物を加熱し、該インクジェット印刷物に付与された水不溶性着色剤を被染色対象物に昇華転写する昇華転写染色方法。
17)
16)に記載の昇華転写染色方法により染色された昇華転写染色物。
本実施形態に係るインク用分散液組成物は、水不溶性着色剤、水溶性多糖類化合物、多価金属塩、分散剤、及び水を含有する。本実施形態に係るインク用分散液組成物は、保存安定性に優れ、インク化したときの保存安定性にも優れる。その理由は明確ではないが、本発明者らは以下のように推測している。すなわち、一般に使用されているアニオン系分散剤は、水不溶性着色剤への吸着力が弱いために、熱や経時での分散安定性に劣っていたと考えられる。これに対して、本実施形態に係るインク用分散液組成物は、水溶性多糖類化合物及び多価金属塩の凝集によって水不溶性着色剤が凝集物の中に組み込まれる結果、分散安定性が向上するものと考えられる。
水不溶性着色剤としては、染料及び顔料が挙げられ、染料が好ましい。
水溶性多糖類化合物としては、カルボキシ基を有する水溶性多糖類化合物を好ましく用いることができる。該水溶性多糖類化合物は、構造中に1つのカルボキシ基を有していてもよく、2つ以上のカルボキシ基を有していてもよく、カルボキシ基以外の他の官能基をさらに有していてもよい。水溶性多糖類化合物が2つ以上のカルボキシ基を有している場合、その一部が他の置換基に置き換わっていてもよい。
多価金属塩は、水溶性多糖類化合物を架橋する目的で用いられる。多価金属塩としては、Ca、Mg、Ti、Al、Zn、Fe、Co、Ni、及びCuからなる群より選択される少なくとも1種の金属の塩が挙げられる。多価金属塩を形成するアニオンは特に限定されず、ハロゲン化物イオン、水酸化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン等の無機アニオンであってもよく、酢酸、乳酸、ギ酸等の有機アニオンであってもよい。多価金属塩は、インク用分散液組成物中に添加した後に分解又は溶解するような酸化物であってもよい。
本実施形態に係るインク用分散液組成物は、上述した水不溶性着色剤、水溶性多糖類化合物、及び多価金属塩を含む粒子を含有することが好ましい。インク用分散液組成物中に該粒子が含まれていることにより、インク化したときの吐出安定性が向上する傾向にある。
分散剤としては、アニオン系分散剤、ノニオン系分散剤、及び高分子系分散剤からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
水としては、イオン交換水、蒸留水等の不純物が少ないものが好ましい。
本実施形態に係るインク用分散液組成物は、さらに消泡剤を含有していてもよい。消泡剤は、溶液中の泡を減らしたり、起泡自体を抑制したりする作用を有する物質であり、例えば、揮発性が小さく拡散力の大きい油状物質(高級アルコール等)、後述するノニオン界面活性剤等が挙げられる。具体的には、高酸化油系、グリセリン脂肪酸エステル系、フッ素系、シリコーン系化合物等が挙げられる。
本実施形態に係るインク用分散液組成物は、例えば、以下の2つの方法により調製することができる。
第1の調製方法は、水不溶性着色剤、水溶性多糖類化合物、及び水を含む分散液と、分散剤、消泡剤、防腐剤、及び水を含む分散液とを混合して分散化した後、その分散液と、多価金属塩を含む水溶液とを混合して分散化することにより、インク用分散液組成物を得るものである。
第2の調製方法は、2種類の分散液を混合し、インク用分散液組成物を得るものである。
本実施形態に係るインク組成物は、上述した本実施形態に係るインク用分散液組成物を含有するものである。
本実施形態に係るインクジェット印刷方法は、上述した本実施形態に係るインク組成物をインクとして用い、該インクの液滴をインクジェットプリンタにより記録媒体に付着させて印刷を行うものであり、本実施形態に係るインクジェット印刷物は、本実施形態に係るインクジェット印刷方法により印刷されたものである。
疎水性樹脂としては、例えば、ポリエステル、ナイロン、トリアセテート、ジアセテート、ポリアミド等の各樹脂、これらの樹脂を2種類以上含む樹脂等が挙げられる。疎水性樹脂を含有する繊維としては、疎水性樹脂からなる繊維のほか、これらの繊維とレーヨン等の再生繊維、木綿、絹、羊毛等の天然繊維との混紡繊維が挙げられる。繊維の中にはインク受容層(滲み防止層)を有するものも知られており、そのような繊維も使用することができる。インク受容層を有する繊維は、公知の方法で製造することができ、また、市販品として入手することもできる。インク受容層の材質、構造等は特に限定されず、目的等に応じて適宜使用することができる。疎水性樹脂を含有する繊維の構造物である布帛としては、例えば、サテン、トロピカル、ダブルピケ、マイクロファイバー等が挙げられる。
疎水性繊維の捺染方法は、ダイレクトプリント法と昇華転写染色法とに大別される。
ダイレクトプリント法は、インク組成物をインクとして用い、該インクの液滴を、インクジェットプリンタにより疎水性樹脂を含有する繊維に付着させ、文字、絵柄等の記録画像を形成するプリント工程と、プリント工程にて付着させたインクの液滴中の水不溶性着色剤を、熱により繊維に固着させる固着工程と、該繊維中に残存する未固着の水不溶性着色剤を洗浄する洗浄工程と、を含む。
ヒドロトロピー剤としては、尿素、ジメチル尿素等の尿素類等が挙げられ、尿素が好ましい。
昇華転写染色法は、インク組成物をインクとして用い、該インクの液滴を、インクジェットプリンタにより中間記録媒体に付着させ、文字、絵柄等の記録画像を形成するプリント工程と、中間記録媒体におけるインクの付着面と、疎水性樹脂を含有する繊維、フィルム、及びシートから選択される物質とを接触させ、熱処理することにより、中間記録媒体に付着したインクの液滴中の水不溶性着色剤を該物質に昇華転写する転写工程と、を含む。
高分子系分散剤としてのJoncryl 678(BASF社製)(25部)、48%水酸化ナトリウム水溶液(8.0部)、イオン交換水(71.8部)、プロクセルGXL(ロンザ社製)(0.1部)、及びサーフィノール104(エアープロダクツジャパン株式会社製)(0.1部)を混合し、80〜90℃に昇温して10時間撹拌することにより、Joncryl 678の25%水溶液(分散剤1)を得た。
高分子系分散剤としてのJoncryl 690(BASF社製)(25部)、48%水酸化ナトリウム水溶液(9.0部)、イオン交換水(71.8部)、プロクセルGXL(ロンザ社製)(0.1部)、及びサーフィノール104(エアープロダクツジャパン株式会社製)(0.1部)を混合し、80〜90℃に昇温して10時間撹拌することにより、Joncryl 690の25%水溶液(分散剤2)を得た。
アニオン系分散剤としてのラベリンW40(第一工業製薬株式会社製、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物の40%水溶液)(45部)、ノニオン系分散剤としてのNIKKOL BPS−30(日光ケミカルズ株式会社製、フィトステロールのEO(30モル)付加物)(2部)、アルギン酸ナトリウム(純正化学株式会社製)(0.15部)、及びイオン交換水(23部)からなる混合物に対して、0.2mm径ガラスビーズを用いてサンドミルにて、冷却下約15時間分散化処理を行った。得られた液に乳酸カルシウム(0.83部)を加えた後、ガラス繊維濾紙GC−50(東洋濾紙株式会社製)で濾過して粗粒子を除去することにより、水性分散液を得た。
アルギン酸ナトリウム(純正化学株式会社製)(4部)、プロクセルGXL(ロンザ社製)(0.1部)、及びイオン交換水(95.9部)からなる混合物を室温下で撹拌し、4%アルギン酸ナトリウム水溶液を得た。
SKAT−ULV(株式会社キミカ製)(4部)、プロクセルGXL(ロンザ社製)(0.1部)、及びイオン交換水(95.9部)からなる混合物を室温下で撹拌し、4%SKAT−ULV水溶液を得た。
κ−カラギーナン(東京化成工業株式会社製)(4部)、プロクセルGXL(ロンザ社製)(0.1部)、及びイオン交換水(95.9部)からなる混合物を室温下で撹拌し、4%κ−カラギーナン水溶液を得た。
セロゲンWS−A(第一工業製薬株式会社製)(4部)、プロクセルGXL(ロンザ社製)(0.1部)、及びイオン交換水(95.9部)からなる混合物を室温下で撹拌し、4%セロゲンWS−A水溶液を得た。
下記表1〜3に記載の各成分(ただし、多価金属塩を除く)を混合した混合液に0.2mm径ガラスビーズを加え、サンドミルにて水冷下、約15時間分散処理を行った。分散処理後、4%乳酸カルシウム水溶液又は30%塩化カルシウム水溶液を加え、約2時間分散処理を行った。次いで、得られた分散液をガラス繊維濾紙GC−50(東洋濾紙株式会社製、フィルターの孔径:0.5μm)で濾過し、粒子サイズの大きい成分を除去することにより、分散液1〜21を得た。
下記表4〜5に記載の各成分を混合した混合液に0.2mm径ガラスビーズを加え、サンドミルにて水冷下、約15時間分散処理を行った。得られた分散液をガラス繊維濾紙GC−50(東洋濾紙株式会社製、フィルターの孔径:0.5μm)で濾過し、粒子サイズの大きい成分を除去することにより、分散液22〜32を得た。
DR60:C.I.ディスパースレッド 60
DY54:C.I.ディスパースイエロー 54
DOr25:C.I.ディスパースオレンジ 25
DOr60:C.I.ディスパースオレンジ 60
DB56:C.I.ディスパースブルー 56
DB359:C.I.ディスパースブルー 359
DB360:C.I.ディスパースブルー 360
DR364:C.I.ディスパースレッド 364
DY232:C.I.ディスパースイエロー 232
バニレックスN:リグニンスルホン酸(日本製紙株式会社製)
ラベリンW40:ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物(第一工業製薬株式会社製)
BPS−30:NIKKOL BPS−30(日光ケミカルズ株式会社製)
サーフィノール104:アセチレングリコール界面活性剤(エアープロダクツジャパン株式会社製)
プロクセルGXL(S)(ロンザ社製)
アルギン酸ナトリウム(純正化学株式会社製)
SKAT−ULV:アルギン酸ナトリウム(株式会社キミカ製)
κ−カラギーナン(東京化成工業株式会社製)
セロゲンWS−A:カルボキシメチルセルロースナトリウム(第一工業製薬株式会社製)
乳酸カルシウム(純正化学株式会社製)
上記のようにして得られた分散液1〜32について、下記の評価方法にて分散液初期粒子径、分散液経時粒子径、分散液保存安定性を評価した。結果を上記表1〜5に示す。
実施例及び比較例の分散液1〜32に水を加えて1000倍に希釈し、マイクロトラックUPA(日機装株式会社製)を用いて体積平均粒子径(D50)を測定し、その値を分散液初期粒子径とした。評価基準は以下のとおりである。ランク2以下は実用上耐えられないレベルである。
−評価基準−
ランク5:分散液初期粒子径が100nm未満である。
ランク4:分散液初期粒子径が100nm以上120nm未満である。
ランク3:分散液初期粒子径が120nm以上150nm未満である。
ランク2:分散液初期粒子径が150nm以上180nm未満である。
ランク1:分散液初期粒子径が180nm以上である。
実施例及び比較例の分散液1〜32(各100g)をガラス瓶内に密封し、60℃で14日間放置した。放置後の分散液に水を加えて1000倍に希釈し、マイクロトラックUPA(日機装株式会社製)を用いて体積平均粒子径(D50)を測定し、その値を分散液経時粒子径とした。評価基準は以下のとおりである。ランク2以下は実用上耐えられないレベルである。
−評価基準−
ランク5:分散液経時粒子径が100nm未満である。
ランク4:分散液経時粒子径が100nm以上120nm未満である。
ランク3:分散液経時粒子径が120nm以上150nm未満である。
ランク2:分散液経時粒子径が150nm以上180nm未満である。
ランク1:分散液経時粒子径が180nm以上である。
実施例及び比較例の分散液1〜32に水を加えて10000倍に希釈し、400〜780nmにおける極大吸収波長の吸光度を測定した。また、分散液1〜32(各100g)をガラス瓶内に密封し、60℃で14日間放置した。放置後の分散液に水を加えて10000倍に希釈し、同様に極大吸収波長の吸光度を測定した。放置前の吸光度を100%として放置後の吸光度を算出し、その値を用いて分散液保存安定性を評価した。評価基準は以下のとおりである。ランク2以下は実用上耐えられないレベルである。
−評価基準−
ランク5:放置後の吸光度が95%以上である。
ランク4:放置後の吸光度が90%以上95%未満である。
ランク3:放置後の吸光度が80%以上90%未満である。
ランク2:放置後の吸光度が60%以上80%未満である。
ランク1:放置後の吸光度が60%未満である。
下記表6〜8に記載の各成分を混合して30分間撹拌した後、ガラス繊維濾紙GC−50(東洋濾紙株式会社製)で濾過することにより、染料含有率がいずれも5%であるインク1〜21を得た。
下記表9〜10に記載の各成分を混合して30分間撹拌した後、ガラス繊維濾紙GC−50(東洋濾紙株式会社製)で濾過することにより、染料含有率がいずれも5%であるインク22〜32を調製した。
BYK348:ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン(ビックケミー社製)
Gly:グリセリン
TEGMME:トリエチレングリコールモノメチルエーテル
上記のようにして得られたインク1〜32について、下記の評価方法にてインク保存安定性を評価した。結果を上記表6〜10に示す。
実施例及び比較例のインク1〜32に水を加えて10000倍に希釈し、400〜780nmにおける極大吸収波長の吸光度を測定した。また、インク1〜32(各100g)をガラス瓶内に密封し、60℃で14日間放置した。放置後のインク1〜32に水を加えて10000倍に希釈し、同様に極大吸収波長の吸光度を測定した。放置前の吸光度を100%として放置後の吸光度を算出し、その値を用いてインクの保存安定性を評価した。評価基準は以下のとおりである。ランク2以下は実用上耐えられないレベルである。
−評価基準−
ランク5:放置後の吸光度が95%以上である。
ランク4:放置後の吸光度が90%以上95%未満である。
ランク3:放置後の吸光度が80%以上90%未満である。
ランク2:放置後の吸光度が60%以上80%未満である。
ランク1:放置後の吸光度が60%未満である。
上記表6〜8に示す実施例のインク1〜21を用いて、インクジェットプリンタ(セイコーエプソン株式会社製、PX−105)にてベタ柄を中間記録媒体である転写紙へ印刷した。この印刷された転写紙におけるインクの付着部分を35cm×40cmに裁断した。裁断後の転写紙のインク付着面と、同じ大きさのポリエステル布(ポンジ)とを重ね合わせた後、トランスファープレス機(太陽精機株式会社製、TP−600A2)を用いて200℃、60秒間の条件にて熱処理し、転写紙からポリエステル布へ昇華転写染色を行った。その結果、それぞれ所望の色彩を得ることができた。
Claims (17)
- 水不溶性着色剤、水溶性多糖類化合物、多価金属塩、分散剤、及び水を含有するインク用分散液組成物。
- 前記水不溶性着色剤が、分散染料及び油溶性染料からなる群より選択される少なくとも1種を含む請求項1に記載のインク用分散液組成物。
- 前記水溶性多糖類化合物が、アルギン酸類化合物、ペクチン類化合物、カラギーナン類化合物、カルボキシメチルセルロース類化合物、及び寒天からなる群より選択される少なくとも1種を含む請求項1又は2に記載のインク用分散液組成物。
- 前記多価金属塩が、Ca、Mg、Ti、Al、Zn、Fe、Co、Ni、及びCuからなる群より選択される少なくとも1種の金属の塩を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載のインク用分散液組成物。
- 前記分散剤が、アニオン系分散剤、ノニオン系分散剤、及び高分子系分散剤からなる群より選択される少なくとも1種を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載のインク用分散液組成物。
- 前記アニオン系分散剤が、β−ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、アルキルナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、及びクレオソート油スルホン酸塩のホルマリン縮合物からなる群より選択される少なくとも1種を含む請求項5に記載のインク用分散液組成物。
- 前記ノニオン系分散剤が、フィトステロール類のエチレンオキサイド付加物及びコレスタノール類のエチレンオキサイド付加物からなる群より選択される少なくとも1種を含む請求項5又は6に記載のインク用分散液組成物。
- 前記高分子系分散剤がスチレン−(メタ)アクリル共重合体を含む請求項5〜7のいずれか1項に記載のインク用分散液組成物。
- さらに、消泡剤を含有する請求項1〜8のいずれか1項に記載のインク用分散液組成物。
- さらに、水溶性有機溶剤を含有する請求項1〜9のいずれか1項に記載のインク用分散液組成物。
- さらに、防腐剤を含有する請求項1〜10のいずれか1項に記載のインク用分散液組成物。
- 前記水不溶性着色剤、前記水溶性多糖類化合物、及び前記多価金属塩を含む粒子を含有し、該粒子の数平均粒子径が10〜500nmである請求項1〜11のいずれか1項に記載のインク用分散液組成物。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載のインク用分散液組成物を含有するインク組成物。
- 請求項13に記載のインク組成物をインクとして用い、該インクの液滴をインクジェットプリンタにより記録媒体に付着させて印刷を行うインクジェット印刷方法。
- 請求項14に記載のインクジェット印刷方法により印刷されたインクジェット印刷物。
- 請求項15に記載のインクジェット印刷物を加熱し、該インクジェット印刷物に付与された水不溶性着色剤を被染色対象物に昇華転写する昇華転写染色方法。
- 請求項16に記載の昇華転写染色方法により染色された昇華転写染色物。
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