JP7791155B2 - インクジェット用処理液、インクジェット捺染装置、及び、インクジェット捺染方法 - Google Patents
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Description
本開示の一実施形態に係るインクジェット用処理液(以下、単に「処理液」と称することもある)は、シリコーンオイルを含有する乳化粒子と、界面活性剤と、水性媒体とを含むインクジェット用処理液であって、前記シリコーンオイルの含有量が、処理液全体に対して、5質量%以上15質量%以下であり、前記界面活性剤は、炭素数が12~14のアルキル基を含む第1界面活性剤と、炭素数が16~18のアルキル基を含む第2界面活性剤とを含有することを特徴とする。
処理液に含有される乳化粒子は、シリコーンオイルを含有する。乳化粒子に含まれるシリコーンオイルは、特に限定はされないが、非変性シリコーンオイルを少なくとも含むことが好ましい。非変性シリコーンオイルを含むことによって、捺染用に使用した場合の摩擦堅ろう性、特に湿潤摩擦堅ろう性により優れた捺染物を作製することができる。
1.0≦Y/X≦1.05
を満たすことが好ましい。
本実施形態の処理液は、界面活性剤として、前記界面活性剤は、炭素数が12~14のアルキル基を含む第1界面活性剤と、炭素数が16~18のアルキル基を含む第2界面活性剤とを含有する。このような界面活性剤を含有することによって、前記処理液は吐出安定性を確保することができる。これは、処理液中に炭素数が前記範囲である2種類の界面活性剤を含むことで、処理液中に分散している上述の乳化粒子同士が融合することを抑制し、乳化粒子が必要以上に大きくなることを抑制できるためである。つまり、本実施形態の処理液は、前記界面活性剤を含むことにより、処理液中に分散している乳化粒子のサイズ(平均粒子径)を適切な範囲で維持することができる。
本実施形態の処理液に含有される水性媒体は、水を主成分とする媒体である。水性媒体は、溶媒として機能してもよく、分散媒として機能してもよい。水性媒体の具体例としては、水、または水と極性溶媒との混合液が挙げられる。水性媒体に含有される極性溶媒の例としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、およびメチルエチルケトンが挙げられる。水性媒体における水の含有率は、90質量%以上であることが好ましく、100質量%であることが特に好ましい。水性媒体の含有率は、処理液の質量に対して、50質量%以上90質量%以下であることが好ましく、55質量%以上70質量%以下であることがより好ましい。
本実施形態の処理液には、必要に応じて、さらにポリオールを含有させてもよい。処理液がポリオールを含有することで、処理液の粘度が好適に調整される。ポリオールとしては、ジオールまたはトリオールが好ましい。ジオールとしては、例えば、グリコール化合物が挙げられ、より具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ-ル、およびテトラエチレングリコールが挙げられる。トリオールとしては、例えば、グリセリンが挙げられる。処理液がポリオールを含有する場合、ポリオールの含有率は、処理液の質量に対して、10質量%以上40質量%以下であることが好ましく、15質量%以上35質量%以下であることがより好ましい。
本実施形態の処理液の製造方法は特に限定はされないが、その一例を説明する。例えば、ホモジナイザーを用いて、シリコーンオイルと、界面活性剤と、水性媒体と、必要に応じて添加される成分(例えば、ポリオール等)とを混合して乳化させる。このようにして、水性媒体中に、シリコーンオイルを含有する乳化粒子を分散させて、処理液を得ることができる。
本実施形態の処理液は、特にインクジェット捺染用に好適に使用できる。多くの布種に対して印刷を可能とする顔料インクを用いる場合、顔料を生地表面に固定する必要がある。生地表面に固定できないと摩擦堅ろう性に劣るという問題がある。
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説明する。
次に、引き続き図1を参照しながら、本実施形態に係るインクジェット捺染方法を説明する。本実施形態のインクジェット捺染方法は、上述した処理液を用いて、捺染対象Pの画像形成領域に、画像を形成する方法である。あるいは、本実施形態のインクジェット捺染方法は、上述したインクジェット捺染装置10を用いて、捺染対象Pの画像形成領域に、画像を形成する方法でもある。本実施形態のインクジェット捺染方法は、上述した処理液を用いるため、摩擦堅ろう度に優れた捺染物を作製できる。さらに、本実施形態の処理液は、処理ヘッドからの吐出性に優れているため、インクジェット捺染方法において、これらの効果を確実に発揮させることができる。
本実施形態の処理液と共にインクジェット記録に用いられるインク、並びに、前記捺染装置又は前記捺染方法で使用されるインクは、特に限定はされないが、例えば、顔料と、水性媒体とを含有するインクを使用できる。インクは、必要に応じて、界面活性剤、ポリオール、及びバインダー樹脂粒子からなる群から選択される少なくとも1種を更に含有してもよい。
乳化粒子の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(マルバーン社製「ゼータサイザーナノZS」)を用いて、ISO 13321:1996(Particle size analysis-Photon correlation spectroscopy)に記載の方法に準拠して測定した。乳化粒子の平均粒子径の測定には、処理液を水で1000倍に希釈した測定試料を用いた。
(第1界面活性剤)
・界面活性剤1(ポリオキシエチレンラウリルエーテル、アルキル基:C12)
・界面活性剤2(ポリオキシエチレントリデシルエーテル、アルキル基:C13)
・界面活性剤3(ポリオキシエチレンミリスチルエーテル、アルキル基:C14)
(第2界面活性剤)
・界面活性剤4(ポリオキシエチレンセチルエーテル、アルキル基:C16)
・界面活性剤5(ポリオキシエチレンステアリルエーテル、アルキル基:C18)。
5gの非変性シリコーンオイル(信越化学工業株式会社製「KF96-3000cs」、ジメチルポリシロキサン、粘度:3,000mm2/s、比重:0.97)、63.37gのイオン交換水、30gのプロピレングリコールおよび1.3gの第1界面活性剤(界面活性剤1:C=12)と0.33gの第2界面活性剤(界面活性剤4:C=16)をビーカーに入れた。ホモジナイザー(IKA社製「ウルトラタラックスT25」)を用いて、回転速度10000rpmで15分間、ビーカーの内容物を攪拌し、30分間静置した。次いで、120メッシュのステンレスフィルターで、ビーカーの内容物をろ過し、処理液1を得た。処理液1には、非変性シリコーンオイルを含有する乳化粒子が分散していた。前記乳化粒子の平均粒子径(X)は、115nmであった。
10gの非変性シリコーンオイル(信越化学工業株式会社製「KF96-3000cs」、ジメチルポリシロキサン、粘度:3,000mm2/s、比重:0.97)、58.37gのイオン交換水、30gのプロピレングリコールおよび、1.3gの第1界面活性剤(界面活性剤1:C=12)と0.33gの第2界面活性剤(界面活性剤4:C=16)をビーカーに入れた。ホモジナイザー(IKA社製「ウルトラタラックスT25」)を用いて、回転速度10000rpmで15分間、ビーカーの内容物を攪拌し、30分間静置した。次いで、120メッシュのステンレスフィルターで、ビーカーの内容物をろ過し、処理液1を得た。処理液2には、非変性シリコーンオイルを含有する乳化粒子が分散していた。前記乳化粒子の平均粒子径(X)は138nmであった。
非変性シリコーンオイル、第1界面活性剤、及び第2界面活性剤は表1に示す配合量(重量%)に変更し、イオン交換水については、上述した成分と30gのプロピレングリコール(固定)と合わせて100gになるように調整した以外は、実施例1と同様の方法で、実施例3~14及び比較例1~3の処理液(処理液3~17)を得た。得られた各処理液には、非変性シリコーンオイルを含有する乳化粒子が分散していた。各処理液における前記乳化粒子の平均粒子径(X)については後述の表2に示す。
<保存安定性>
500mLポリ容器に、各実施例および比較例で得た処理液1~17をそれぞれ400g入れ、60℃のオーブンで30日間、静置させて保管した。30日後、前記オーブン内で保管していたポリ容器を取り出し、処理液が室温まで下がってから、各処理液中の乳化粒子の平均粒子径(Y)の測定、及び、後述する吐出性の試験を行った。
処理液の吐出性の評価は、カメラの映像によってノズルからの1滴ずつの処理液の吐出が確認できる吐出評価機(京セラ株式会社製、「KJ4B」)を使用して実施した。この吐出性については、保管前(処理液作成直後)の処理液と、前記保存安定性にて記載したように30日間保管した後の処理液の両方について評価を行った。
吐出評価機の条件:
ヘッド温度:32℃
ヘッドからの処理液の吐出量:10g/m2
駆動周波数:30kHz
(判定基準)
A:36
B:34~35
C:33以下
実施例および比較例で得た処理液を使用して捺染物を作製し、それぞれの捺染物における摩擦堅ろう性(湿潤摩擦堅ろう度および乾燥摩擦堅ろう度)を評価した。
まず、捺染に使用したインク調製した。攪拌羽根を備えた容量1Lの3つ口フラスコに、125gのイオン交換水、および2gのノニオン界面活性剤(日信化学工業株式会社製「サーフィノール(登録商標)440」、内容:アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物)を入れた。フラスコの内容物を攪拌しながら、165gのプロピレングリコール、100gの黒色顔料分散液(山陽色素株式会社製「AE2078F」、内容:C.I.Pigment Black 7、固形分濃度:20質量%)、および108gのバインダー樹脂粒子分散液(第一工業製薬株式会社「スーパーフレックス470」、内容:ポリウレタン分散液、固形分濃度:38質量%)を、フラスコ内に順に添加した。フラスコの内容物を10分間攪拌して、インクを得た。
前記インクおよび処理液1~17を用いて、評価用捺染物を作製した。
ンター(セイコーエプソン株式会社製「Colorio(登録商標)PX-045A」)を使用した。第1カートリッジの第1インク室にインクを、第2カートリッジの第2インク室に処理液を充填した。次いで、第1カートリッジおよび第2カートリッジをインクジェットプリンターに装着した。なお、第1インク室に充填されたインクは、インクジェットプリンターの記録ヘッドから吐出され、第2インク室に充填された処理液はインクジェットプリンターの処理ヘッドから吐出される。
録ヘッドから捺染対象にインクを吐出して、インクのソリッド画像を形成した。次いで、インクジェットプリンターを用いて、処理液の吐出量が前述した通り20g/m2になる
ように、処理ヘッドから捺染対象に処理液を吐出した。このようにして、インクのソリッド画像上に、処理液によってソリッド画像と同じサイズの処理膜を形成した。次いで、捺染対象を160℃で3分間加熱して、インクおよび処理液を乾燥させて、評価用捺染物を得た。
JIS L-0849:2013(摩擦に対する染色堅ろう度試験方法)に記載の摩擦試験機II形(学振形)法の乾燥試験および湿潤試験に従って、評価用捺染物に形成されたソリッド画像を、摩擦用白綿布を用いて摩擦した。JIS L-0801:2011(染色堅ろう度試験方法通則)の箇条10(染色堅ろう度の判定)に記載の「変退色の判定基準」に準拠し、摩擦後の摩擦用白綿布の着色の程度を評価した。摩擦用白綿布の着色の程度は、9段階(汚染の程度が大きい順番に、1級、1~2級、2級、2~3級、3級、3~4級、4級、4~5級、および5級)で判定した。摩擦堅ろう度は、摩擦用白綿布の着色の程度が小さい(5級に近い)ほど良好である。摩擦試験後の摩擦用白綿布の着色の程度から、下記基準に従って、乾燥摩擦堅ろう度、および湿潤摩擦堅ろう度を評価した。なお、上記乾燥試験の判定結果を、乾燥摩擦堅ろう度とし、上記湿潤試験の判定結果を、湿潤摩擦堅ろう度とした。評価がAおよびBである場合を合格とし、評価がCである場合を不合格とした。判定された摩擦堅ろう度、およびその評価結果を、後の表2にまとめて示す。
評価A:乾燥摩擦堅ろう度が、4級以上である。
評価B:乾燥摩擦堅ろう度が、3~4級である。
評価C:乾燥摩擦堅ろう度が、3級以下である。
評価A:湿潤摩擦堅ろう度が、3級以上である。
評価B:湿潤摩擦堅ろう度が、2~3級である。
評価C:湿潤摩擦堅ろう度が、2級以下である。
表2の結果から、本開示の処理液は、インクジェット吐出性に優れ、捺染用に使用した場合には、得られる捺染物の摩擦堅ろう性にも優れることが確認できた。また、60℃で30日間保管した後でも、処理液中の乳化粒子の平均粒子径にあまり変動がなく、吐出性も劣化しないことも確認された。
1a:第1記録ヘッド
1b:第2記録ヘッド
1c:第3記録ヘッド
1d:第4記録ヘッド
2:処理ヘッド
3:載置台
10:インクジェット捺染装置
P:捺染対象
Claims (13)
- シリコーンオイルを含有する乳化粒子と、界面活性剤と、水性媒体とを含むインクジェット用後処理液であって、
前記界面活性剤は、炭素数が12~14のアルキル基を含む第1界面活性剤と、炭素数が16~18のアルキル基を含む第2界面活性剤とを含有する、インクジェット用後処理液。 - 前記界面活性剤はポリオキシエチレンアルキルエーテルである、請求項1に記載のインクジェット用後処理液。
- 前記第1界面活性剤は、炭素数が異なるアルキル基を有する、2つ以上の化合物を含有する、請求項1に記載のインクジェット用後処理液。
- 前記第2界面活性剤は、炭素数が異なるアルキル基を有する、2つ以上の化合物を含有する、請求項1に記載のインクジェット用後処理液。
- 前記第1界面活性剤の含有量より、前記第2界面活性剤の含有量が少ない、請求項1に記載のインクジェット用後処理液。
- 前記第1界面活性剤の含有量及び前記第2界面活性剤の含有量が、以下の式:
第2界面活性剤の含有量/(第1界面活性剤の含有量+第2界面活性剤の含有量)=0.15~0.25(質量%)を満たす、請求項1に記載のインクジェット用後処理液。 - 前記第1界面活性剤及び前記第2界面活性剤の合計含有量が、処理液全体に対して、0.5質量%以上4.0質量%以下である、請求項6に記載のインクジェット用後処理液。
- 前記第1界面活性剤及び前記第2界面活性剤の合計含有量が、シリコーンオイルの含有量に対して、9.0質量%以上40.0質量%以下である、請求項6に記載のインクジェット用後処理液。
- 前記乳化粒子の平均粒子径が100nm以上250nm以下である、請求項1に記載のインクジェット用処後理液。
- 前記インクジェット後処理液を60℃で30日間保管したとき、保管前の処理液における前記乳化粒子の平均粒子径X、及び、保管後の処理液における前記乳化粒子の平均粒子径Yが、以下の式:
1.0≦Y/X≦1.05
を満たす、請求項9に記載のインクジェット用後処理液。 - 捺染用である、請求項1~10のいずれかに記載のインクジェット用後処理液。
- 捺染対象の画像形成領域にインクを吐出する記録ヘッドと、前記捺染対象の少なくとも前記画像形成領域に後処理液を吐出する処理ヘッドとを備え、
前記後処理液は、請求項1~10のいずれかに記載のインクジェット用後処理液である、インクジェット捺染装置。 - 捺染対象の画像形成領域に記録ヘッドからインクを吐出するインク吐出工程と、前記捺染対象の少なくとも前記画像形成領域に処理ヘッドから後処理液を吐出する処理工程とを含み、
前記後処理液は、請求項1~10のいずれかに記載のインクジェット用後処理液である、インクジェット捺染方法。
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