インクジェット記録装置及びこれに用いるインクジェットインク
【課題】ノズルプレートの腐食が防止されると共に、充分な印捺濃度を得ることができる捺染用インクジェットインク及びインクジェット捺染方法を提供する。
【解決手段】捺染用インクジェットインクは、反応染料及び尿素に加えて、更に有機系緩衝剤及び２−イミダゾリジノンを含む。インクジェット捺染方法は、水系前処理剤によって予め処理した布帛に、前記の捺染用インクジェットインクを吐出させる工程を含む。
【解決手段】捺染用インクジェットインクは、反応染料及び尿素に加えて、更に有機系緩衝剤及び２−イミダゾリジノンを含む。インクジェット捺染方法は、水系前処理剤によって予め処理した布帛に、前記の捺染用インクジェットインクを吐出させる工程を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、捺染用インクジェットインク及びインクジェット捺染方法に関する。本発明の捺染用インクジェットインクによれば、ノズルプレートの腐食が防止されると共に、充分な印捺濃度を得ることができる。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット印刷は、インクの小滴を飛翔させ、紙やトランスペアレンシーフィルム等の記録媒体に付着させる方法である。この方法は、比較的安価な装置で、高解像度及び高品位な画像を高速で印刷することができる。
【０００３】
このインクジェット印刷方法を捺染に適用したインクジェット捺染方法は、予め前処理された各種の布帛にインクの小滴を吐出させ、インクを付着させるため、階調性及び多色表現性等に優れた種々の画像を布帛上に容易に形成することができる。また、インクジェット捺染では、従来の印捺工程で発生する余剰のインクが殆ど発生しないので、環境保全にも有効である。
【０００４】
しかしながら、インクジェット捺染では、従来の捺染インクの構成成分をインクに含有させる成分と前処理剤に含有させる成分とに分ける必要があり、しかもその捺染用インクジェットインクをインクジェットに適した低粘性に調整することが必要である。更に、捺染用インクジェットインクは、調製されてから使用されるまでの期間が比較的長期間になるので、保存安定性が求められる。
【０００５】
こうした捺染用インクジェットインクに保存安定性を付与する技術は種々提案されている。例えば、捺染用インクジェットインクにリン酸緩衝剤を含有させると保存安定が向上すること（例えば、特許文献１）、あるいは、モノクロトリアジン系反応染料にトリス緩衝剤を含有させると保存安定が向上すること（例えば、特許文献２）などが提案されている。
一方、捺染用インクジェットインクに接触するノズルプレートでは、腐食が進行することも知られており、特に、反応染料を含有する捺染用インクジェットインクにおいてもノズルプレートの腐食が問題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２６４０１８号公報
【特許文献２】特開２００２−２４１６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
反応染料含有捺染用インクジェットインクにおけるノズルプレートの腐食は、ｐＨ低下によって進行することが知られており、ｐＨ低下を防止する効果を尿素が有していることも知られている。ところが、反応染料インクに尿素を添加して長期間保存すると、インクの保存安定性が低下し、印捺濃度が低下するという欠点が現れる。
従来、反応染料と尿素とを含有する捺染用インクジェットインクにおいて、ノズルプレートの腐食進行を防止すると共に、インクの保存安定性を維持して印捺濃度の低下を招かない技術は、提案されていない。
従って、本発明の課題は、反応染料インクによるノズルプレート腐食の進行を防止すると共に、印捺濃度の低下を招かない捺染用インクジェットインクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題は、本発明により、反応染料及び尿素に加えて、更に有機系緩衝剤及び２−イミダゾリジノンを含むことを特徴とする、捺染用インクジェットインクによって解決することができる。
【０００９】
本発明による捺染用インクジェットインクの好ましい態様においては、前記インクが更に多価アルコールを含む。
本発明による捺染用インクジェットインクの更に好ましい態様においては、前記インクが更にピロリドン系溶剤を含む。
本発明による捺染用インクジェットインクの別の好ましい態様においては、反応染料がモノクロトリアジニル系染料であり、更に好ましくは、前記モノクロトリアジニル系染料が、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド３１、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー４９、又はＣ．Ｉ．リアクティブオレンジ１３である。
【００１０】
本発明による捺染用インクジェットインクの別の好ましい態様においては、有機系緩衝剤が、トリス（ヒドロキシルメチル）アミノメタンである。
本発明による捺染用インクジェットインクの別の好ましい態様においては、前記インクが更に金属封鎖剤を含む。
本発明による捺染用インクジェットインクの別の好ましい態様においては、前記インクが更にベンゾトリアゾールを含む。
【００１１】
また、本発明は、水系前処理剤によって予め処理した布帛に、前記の捺染用インクジェットインクを吐出させる工程を含むことを特徴とする、インクジェット捺染方法にも関する。
本発明によるインクジェット捺染方法の好ましい態様においては、前記捺染用インクジェットインクを、ピエゾ振動子を用いたインクジェットプリンタヘッドに充填してインクジェット捺染を行う。
本発明によるインクジェット捺染方法の別の好ましい態様においては、前記インクジェットプリンタヘッドのノズル面が撥インク性皮膜層を有する。
【００１２】
更に、本発明は、前記のインクジェット捺染方法によって捺染された布帛にも関する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の捺染用インクジェットインクは、反応染料及び尿素を含んでいるものの、更に有機系緩衝剤及び２−イミダゾリジノンを含むことにより、ノズルプレートの腐食進行ないし腐食が防止されると共に、インクの保存安定性が向上し、充分な印捺濃度を得ることができる。
前記の効果の効果は、本発明の捺染用インクジェットインクが、モノクロトリアジニル系染料である場合に顕著に現れ、特に、マゼンタ染料の場合に顕著である。また、本発明の捺染用インクジェットインクが、特に、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド３１、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー４９、又はＣ．Ｉ．リアクティブオレンジ１３、中でも、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド３１を含むインクである場合に、前記の効果が顕著に現れる。
本発明の捺染用インクジェットインクが、更に、金属封鎖剤とベンゾトリアゾールとを含む場合には、良好な保存安定性を維持しながら、ノズルプレートの腐食進行防止に関して特に優れた効果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［捺染用インクジェットインク］
（染料）
本発明の捺染用インクジェットインクに含まれる反応染料は、加熱蒸着により布帛と化学接合して定着する性質を有する限り、特に制限されないが、例えば、モノクロロトリアジニル基、ジクロロトリアジニル基、クロルピリミジル基、ビニルスルホン基、又はアルキル硫酸基等を反応基として有する染料が好ましい。これらの染料は、個々の目的により選択される。例えば、高濃度の黒色を特に所望する際はビニルスルホン系反応染料が好適である。また、捺染用インクジェットインクを長時間保存することが必要な際は、モノクロロトリアジニル骨格、即ちモノクロロ置換１，３，５−トリアジン２−イル骨格を有する染料が好ましい。モノクロロトリアジニル骨格を有する反応染料は比較的熱安定が優れているため、長時間保存安定性が要求されるインクジェットインク用染料として特に好適である。本発明の捺染用インクジェットインクに含まれる反応染料の具体例を以下に列挙する。
Ｃ．Ｉ．リアクティブイエロー３、６、１２、１８、８６、
Ｃ．Ｉ．リアクティブオレンジ２、５、１２、１３、２０、
Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド３、４、７、１２、１３、１５、１６、２４、２９、３１、３２、３３、４３、４５、４６、５８、５９、
Ｃ．Ｉ．リアクティブバイオレット１、２、
Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー２、３、５、７、１３、１４、１５、２５、２６、３９、４０、４１、４６、４９、１７６、
Ｃ．Ｉ．リアクティブグリーン５、８、
Ｃ．Ｉ．リアクティブブラウン１、２、７、８、９、１１、１４、及び
Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック１、２、３、８、１０、１２、１３
なお、本明細書において反応染料とは、カラーインデックス中で反応染料に分類されている化合物をいう。
本発明においては、反応染料がモノクロトリアジニル系染料であることが好ましく、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド３１、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー４９、又はＣ．Ｉ．リアクティブオレンジ１３であることがより好ましく、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド３１であることが特に好ましい。
【００１５】
本発明の捺染用インクジェットインクにおいて、反応染料の含有量は特に限定されず適宜決定することができるが、インクの全重量に対して２〜２０重量％程度が好ましく、より好ましくは３〜１５重量％程度である。反応染料の含有量が２重量％未満になると、充分な印捺濃度を得ることができず、２０重量％を超えると、インクジェット用インクに求められる吐出安定性が悪化し、特に高温下では吐出不良となることがある。
【００１６】
（尿素）
本発明の捺染用インクジェットインクは、尿素を含有する。尿素は反応染料の溶解度を向上させる作用を有すると共に、本発明においては、ノズルヘッドの腐食防止作用を有する。尿素の含有量は、反応染料の含有量に依存して適宜決定され、特に限定されるものではないが、尿素の含有量は、捺染用インクジェットインクの全重量に対して、好ましくは０．５〜１０重量％、更に好ましくは１〜７重量％である。尿素の含有量が０．５重量％未満になると、ノズルヘッドの腐食防止効果が得られなくなり、１０重量％を超えると、保存安定性が悪くなることがある。
【００１７】
（２−イミダゾリジノン）
本発明の捺染用インクジェットインクは、尿素に加えて、２−イミダゾリジノンを含有する。２−イミダゾリジノンは、反応染料の溶解度を向上させる作用を有すると共に、本発明においては、インクの保存安定性を向上させる作用を有する。２−イミダゾリジノンの含有量は、染料の含有量に依存して適宜決定され、特に限定されるものではないが、２−イミダゾリジノンの含有量は、捺染用インクジェットインクの全重量に対して、好ましくは０．５〜１０重量％、更に好ましくは１〜７重量％である。本発明の捺染用インクジェットインクが尿素を含有している場合であっても、２−イミダゾリジノンの含有量が０．５重量％未満になると、尿素との相乗効果が低下し、その結果、充分な印捺濃度を得ることができない。２−イミダゾリジノンの含有量が１０重量％を超えると、低温で析出することがある。
【００１８】
（有機系緩衝剤）
本発明の捺染用インクジェットインクは、尿素及び２−イミダゾリジノンに加えて、有機系緩衝剤を含有する。本発明の捺染用インクジェットインクにおいては、有機系緩衝剤を加えてｐＨを安定させることが望ましい。特に、ｐＨを９以下に調整することによりインク液中の反応染料の加水分解を遅延させることができる。加水分解の進行は布帛の定着濃度を低下させるのみならず、インクを強い酸性領域に進めるため印捺機を腐食しやすくなる。特に、プリンタヘッド部分の腐食はインクジェットシステムに大きなダメージを与える。本発明の捺染用インクジェットインクの好適なｐＨは６〜９、更に好適には７〜８．５である。ｐＨがあまり高くなると反応染料の加水分解が進行しやすくなる。例えば３０℃で１年以上放置することを要する場合は、ｐＨ９以下が好ましい。但し、短期間でインクを使い切る場合は、インクのｐＨが１０を超えても差し支えない。
【００１９】
有機系緩衝剤としては、例えば、トリス（ヒドロキシルメチル）アミノメタン、又はトリエタノールアミンを挙げることができ、トリス（ヒドロキシルメチル）アミノメタンが好ましい。有機系緩衝剤の含有量は、染料の含有量に依存して適宜決定され、特に限定されるものではないが、有機系緩衝剤の含有量は、捺染用インクジェットインクの全重量に対して、好ましくは０．０５〜２重量％、更に好ましくは０．１〜１重量％である。本発明の捺染用インクジェットインクが尿素及び２−イミダゾリジノンを含有している場合であっても、有機系緩衝剤の含有量が０．０５重量％未満になると、インクの保存安定性が低下し、その結果、充分な印捺濃度を得ることができない。有機系緩衝剤の含有量が２重量％を超えると、高温下で放置したインクの印捺濃度が低下することがある。
【００２０】
（界面活性剤）
本発明の捺染用インクジェットインクは、界面活性剤を含むことが好ましい。界面活性剤を有するインクは前処理した布帛上でも均一に濡れ、印捺斑を少なくすることができ、また短時間の内に布帛中へ浸透するので有利である。また、ピエソ振動型プリンタでは吐出不良の原因となるプリンタヘッド内の気泡排出性を向上させ、安定した吐出を保持する効果がある。
【００２１】
好ましい界面活性剤は、アニオン系界面活性剤、又はノニオン系界面活性剤である。特にノニオン系界面活性剤であるアセチレングリコール系界面活性剤が好ましい。アセチレングリコール系界面活性剤は、ピエゾ振動子型のインクジェットヘッドとのマッチングに優れ、安定的な吐出を維持する。この種の界面活性剤は、例えばオルフィンシリーズ（製造：日進化学工業株式会社）、サーフィノール（登録商標）シリーズ（製造：Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ．Ｉｎｃ．）として入手可能である。
【００２２】
界面活性剤の含有量は適宜決定されてよいが、インク組成物に対して０．０５〜５重量％が好ましく、より好ましくは０．１〜３重量％である。界面活性剤の含有量が０．０５重量％未満になるかあるいは５重量％を超えるとインクジェット吐出が不安定となることがある。
【００２３】
（多価アルコール）
本発明の捺染用インクジェットインクは、有機溶媒として多価アルコールを含むのが好ましい。多価アルコールは、インクジェット捺染機を長期間使用しない場合、ノズルの目詰まりを防ぐ効果がある。好ましい例としては、エチレングリコール、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、分子量２０００以下のポリエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，２−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，８−オクタンジオール、１，２−オクタンジオール、グリセリン、メソエリスリトール、ペンタエリスリトール、チオグリコールなどである。
【００２４】
多価アルコールの含有量は適宜決定することができるが、インクの全重量に対して４０重量％以下が好ましく、より好ましくは１０〜３０重量％である。多価アルコールの含有量が４０重量％を超えると、適正なインク粘度を確保することが困難になることがある。多価アルコールは、プリンタヘッドの吐出特性とインクの保存安定性とを考慮して、単独あるいは混合して用いることができる。
【００２５】
また前記の多価アルコールの中で、プロピレングリコール、及び１，２−ヘキサンジオールは、２−イミダゾリジノンとの併用で吐出安定性が特に向上し、好適である。更に、ピエゾヘッドにおいては、１，２−ヘキサンジオールの含有量を変えることによって、インク吐出量をコントロールすることができる。含有量が多ければ吐出量は減る傾向にあり、個々のヘッドの最適吐出量をコントロールすることに有効である。
【００２６】
（ピロリドン系溶剤）
本発明の捺染用インクジェットインクは、更にピロリドン系溶剤を含有することが望ましい。本発明の捺染用インクジェットインクでは、モノクロトリアジニル反応染料の溶解性とインク吐出安定性との間に密接な関係がある。溶解性の高い溶媒を用いることで吐出安定性をより向上させることができる。染料濃度が比較的高い場合は、ピロリドン系溶媒を添加することで吐出安定性を向上させることができる。ピロリドン系溶媒としては、例えば、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、又は１，３−ジメチルイミダゾリジノン等があるが、好ましくは２−ピロリドンである。２−ピロリドンは吐出安定性に加えて乾燥目詰まり防止効果も有する。ピロリドン系溶剤を使用する場合の含有量は、前記の目的が得られる範囲で適宜決定されるが、一般的には、捺染用インクジェットインクの全重量に対して、１〜１５重量％である。
【００２７】
（金属封鎖剤）
更に、本発明の捺染用インクジェットインクは、金属イオン封鎖剤を含有することが望ましい。金属イオン封鎖剤は、通常の捺染用インクジェットインクの場合と同様にインクを長期間安定的に吐出させる効果を有すると共に、本発明においては、ベンゾトリアゾールとの併用によって、ノズルプレートの腐食防止作用を著しく向上させる作用を有する。金属封鎖剤としてはエチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）、ＥＤＴＡ塩（例えば、ナトリウム塩）、ヒドロキシエチルエチレンジアミントリ酢酸（ＥＤＴＡ−ＯＨ）等が好適である。
また、ＢＡＳＦ社から市販されているＴＲＩＬＯＮ ＴＡ、ＤＥＫＯＬ ＳＮ、Ｂｅｎｋｉｅｓｅｄ社から市販されているＣａｌｇｏｎ Ｔは生分解性に優れており、環境面で好適である。好ましい含有量は、インクの全重量に対して、０．００５〜１重量％であり、更に好適には０．０１〜０．５重量％である。
【００２８】
（ベンゾトリアゾール）
更に、本発明の捺染用インクジェットインクは、ベンゾトリアゾールを含有することが望ましい。ベンゾトリアゾールは、通常の捺染用インクジェットインクの場合と同様にノズルプレート腐食防止効果を有し、本発明においては、金属イオン封鎖剤との併用によって、ノズルプレートの腐食防止作用を著しく向上させる作用を有する。ベンゾトリアゾールの好ましい含有量は、インクの全重量に対して、０．００１〜０．５重量％であり、更に好適には０．００５〜０．２重量％である。
【００２９】
（水）
本発明の捺染用インクジェットインクにおいて、水は主溶媒である。水は、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、又は蒸留水等の純水、又は超純水を用いることができる。また、紫外線照射、又は過酸化水素添加などにより滅菌した水を用いることにより、インクを長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を防止することができるので好適である。
【００３０】
（その他の添加物）
本発明の捺染用インクジェットインクは、インクの吐出安定性（特には、ピエゾヘッドでの吐出安定性）を向上させる目的で、アルキレングリコールモノアルキルエーテル（例えば、トリエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル）を含有することができる。
また、本発明の捺染用インクジェットインクは、上記成分に加えて、防腐剤を含有することが好ましい。好ましい防腐剤としては、例えば、プロキセルＣＲＬ、プロキセルＢＤＮ、プロキセルＧＸＬ、プロキセルＸＬ−２、プロキセルＩＢ、又はプロキセルＴＮなどを挙げることができる。更に、本発明の捺染用インクジェットインクは、チオグリコールを含有することによって染料の溶解度を高くし、高濃度染料インクにも優れた吐出安定性を付与することができる。
【００３１】
更に、本発明の捺染用インクジェットインクは、上記構成成分を適宜選択して含有するが、粘度が２０℃で８．０ｍ・Ｐａ・ｓ以下、好ましくは１．５〜６．０ｍ・Ｐａ・ｓとすることが好ましい。８．０ｍ・Ｐａ・ｓ以下であれば通常の環境温度で何ら支障なくインク吐出が可能である。２０℃で８．０ｍ・Ｐａ・ｓを超えるインクは低温領域での吐出安定性が悪くなる。
【００３２】
［インクジェット捺染方法］
本発明によるインクジェット捺染方法は、本発明の前記捺染用インクジェットインクを用いて、予め前処理を施した布帛に、吐出させたインクを付着させる工程、定着する工程、及び洗浄する工程により主に構成される。それぞれの工程には、公知の方法及び操作を使用することができる。以下、各工程の具体的な態様を例示する。
【００３３】
（布帛の前処理）
本発明のインクジェット捺染方法は、予め前処理を施した布帛、例えば、植物性繊維、動物性繊維、又はアミド系繊維のいずれか一つから構成される布帛、あるいはそれらの２種以上の繊維の混紡からなる布帛に、インクジェット捺染を行なうことが好ましい。
【００３４】
布帛の前処理には、公知の前処理剤を用いることができ、前処理剤は、一般に、糊剤、アルカリ剤、及びヒドロトロピー剤を含み、更に場合によりシリカを含むことができる。
糊剤としては、例えば、グアー、ローカストビーン等の天然ガム類、澱粉類、アルギン酸ソーダ、ふのり等の海草類、ペクチン酸等の植物皮類、メチル繊維素、エチル繊維素、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の繊維素誘導体、焙焼澱粉、アルファ澱粉、カルボキシメチル澱粉、カルボキシエチル澱粉、ヒドロキシエチル澱粉等の加工澱粉、シラツガム系、ローストビーンガム系等の加工天然ガム、アルギン誘導体、あるいは、ポリビニールアルコール、ポリアクリル酸エステル等の合成糊、エマルジョン等が用いられる。
【００３５】
また、アルカリ剤としては、好適には、ナトリウム灰、水酸化ナトリウム、第三リン酸ナトリウム、又は酢酸ナトリウム等を挙げることができ、特に好適には重炭酸ナトリウムを挙げることができる。
更に、ヒドロトロピー剤としては、尿素、ジメチル尿素、チオ尿素、モノメチルチオ尿素、又はジメチルチオ尿素等のアルキル尿素を挙げることができる。
【００３６】
（シリカ）
前記の前処理剤は、シリカを含有することができ、そのシリカは発色性向上に有効である。シリカとしては、好適には表面が水酸基で覆われているものがよい。水酸基は水に対して強い親和力をもつので、反応インクの定着効率を向上させることができる。また、シリカと尿素とを組み合わせることで、相乗効果が働き、この発色性が著しく向上する。シリカの含有量は、前処理剤液に対して、好ましくは０．５〜８重量％である。０．５重量％未満ではマゼンタ色での発色効果が少なくなり、また８重量％を超えるとマゼンタ印捺部分で色むらが発生しやすくなる。更に、シアン、ブルーでは発色濃度低下が起こる。更にまた、シリカが布帛から離れやすくなり、インクジェット吐出不良が起こりやすくなる。
【００３７】
特に、シリカ含有前処理剤で処理した布帛に対して、本発明方法によって、シアンインク又はブルーインクの少なくとも一つ及びマゼンタインクを用いて印捺する際は、カラーバランスの点からもシリカの含有量が０．５〜８％であることが望ましい。
【００３８】
シリカの平均粒径は、好ましくは１０μｍ以下である。粒径が大きければ添加量に対する表面積が小さくなり、発色効果が薄れてくる。
【００３９】
本発明のインクジェット捺染方法においては、例えば、ノニオン系合成高分子、重炭酸ナトリウム、尿素、シリカ、及び水からなる前処理剤を用いて布帛の前処理を実施することができる。また、前処理剤のパディングは、例えば、公知のパディング機（マチス社製；ＨＶＦ３５０）を用いて行なうことができる。具体的には、予め２１０ｍｍ×３１５ｍｍに切った綿ブロードを、圧力２ｂａｒ、スピード３ｍ／分、絞り率８０％の条件下でパディングし、１１５℃で９０秒間乾燥することができる。
【００４０】
（後処理）
後処理は、例えば、公知のスチーマー（マチス社製；スチーマーＤＨｅ型）を用いて定着操作を行なうことができる。具体的には、例えば、温度１０２℃、湿度９８％以上の環境下で８分間スチーミング処理を行なう。
【００４１】
その後、洗浄操作を行なう。具体的には、布帛を水道水で揉み洗いし、徐々に温水を追加する。更に、アニオン系界面活性剤を入れた沸騰洗浄水中に、時々撹拌しながら１５分間程度浸ける。浴比（印捺布重量／浴重量）は１／５０であることが好ましい。更に洗浄液中に水道水を入れながら手揉み洗いをする。十分に水洗した後に布を乾燥させ、アイロンを掛けして印捺布を得ることができる。
【００４２】
（プリンタヘッド）
インクジェット捺染方法は、サーマル方式、コンテティニュアス方式、又はピエゾ方式などの任意のインクジェット方式に適用することができるが、好適にはピエゾ振動子方式である。
【００４３】
捺染用インクジェットインクをピエゾ振動子型インクジェットプリントヘッドに充填して吐出する際には、このプリントヘッドのノズルプレート表層部分に撥インク処理を施してあることが望ましい。撥インク処理を施すことにより、インクの飛行曲がりが発生しにくくなり、布帛上に再現性の優れた所望の画像を印捺することができる。この飛行曲がり防止効果は、前記の捺染インクに１，２−ヘキサンジオールを添加することで著しく向上させることができる。
【００４４】
また、撥インク処理は、ノズル孔内面にも施すことが好ましい。内面に施すことにより、インクメニスカス位置が安定し、更に吐出安定性が向上する。また、ノズルプレート表面にインクが出にくくなり、ノズル表面の撥インク性を、より長時間維持することができる。
【００４５】
ノズルプレートには、所望の口径を有する孔を設けることができる。ノズルプレートの構成材料としては、金属、セラミックス、シリコン、硝子、又はプラスチック等を挙げることができ、好ましくはチタン、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、錫、又は金等の単一材、若しくはニッケル−リン合金、錫−銅−リン合金、銅−亜鉛合金、又はステンレス鋼等の合金や、ポリカーボネート、ポリサルフォン、アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリサルフォン、又は各種の感光性樹脂で形成されていることが望ましい。
【００４６】
これらの材料表面を撥インク処理する方法は、特に限定されないが、例えば、ニッケルイオンと撥水性高分子樹脂粒子を電荷により分散させた電解液中に浸漬し、電解液を攪拌しながら浸漬されているノズルプレート表面に共析メッキする方法が好ましい。この共析メッキに使用する撥水性高分子樹脂材料としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリパーフルオロアルコキシブタジエン、ポリフルオロビニリデン、ポリフルオロビニル、又はポリジパーフルオロアルキルフマレート等の樹脂を単独に又は混合して用いることが好適である。また、金属材料としては、ニッケルに限定する必要はなく、例えば銅、銀、錫、又は亜鉛等を適宜選択することができる。好ましくは、ニッケル、ニッケル−コバルト合金、又はニッケル−ホウ素合金等のように、表面硬度が大きく、対摩耗性に優れる材料が適している。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
【００４８】
＜実施例１〜６及び比較例１〜５：インクの調製＞
表１に示す組成を有する実施例１〜６及び比較例１〜５のインクを調製した。表１において、数値の単位は重量％であり、ＲＲ３１はＣ．Ｉ．リアクティブレッド３１であり、ＲＢ４９はＣ．Ｉ．リアクティブブルー４９であり、トリスはトリス（ヒドロキシルメチル）アミノメタンであり、リン酸系緩衝剤はトリポリリン酸ナトリウムであり、サーフィノールＥ１０１０はアセチレングリコール系界面活性剤である。
【００４９】
【表１】
【００５０】
＜物性評価＞
（１）ノズルプレート浸漬試験
実施例１〜６及び比較例１〜５のインク（約１０ｍＬ）を３０ｍＬのサンプルビン中に入れた後、そのインク中にノズルプレート〔ノズル面に、ニッケルとポリフッ化エチレン系樹脂（テフロン（Ｒ））との撥インク性皮膜層を有するノズルプレート；約１ｃｍ×３ｃｍ〕を浸漬し、キャップによって密封した後、６０°の恒温層に入れた。ノズルプレート表面における腐食発生の有無を２０日間亘って毎日観察した。腐食が最初に観察されるまでの日数を「腐食発生日数」として表２に示す。なお、捺染用インクジェットインクは通常は室温にて保存されるが、腐食発生を促進する目的で６０℃に過熱して試験を実施した。
【００５１】
（２）ｐＨ変化
実施例１〜６及び比較例１〜５のインクの調製直後のｐＨ値（初期ｐＨ値）を測定した後、６０℃に過熱して１０日間放置してから、再度ｐＨ値（放置後ｐＨ値）を測定した。
それらの結果を表２に示す。
【００５２】
（３）捺染試験
実施例１〜６及び比較例１〜５のインクに関し、それらの調製直後の印捺Ｌ1ａ1ｂ1値（Ａ）と、６０℃で１０日間放置した後の各インクの印捺Ｌ2ａ2ｂ2値（Ｂ）とから、印捺色差（ΔＥ）：
ΔＥ＝｛（Ｌ1−Ｌ2）2＋（ａ1−ａ2）2＋（ｂ1−ｂ2）2｝1/2
を算出した。結果（ΔＥ）を表２に示す。
布帛は、前処理剤で処理した綿織布を用い、定着は１０２℃にて８分間、飽和蒸気付近で実施した。なお、前処理剤としては、アルギン酸ナトリウム、尿素、及び重炭酸ナトリウムからなる水溶液を用いた。
【００５３】
【表２】
【００５４】
表２の「放置後ｐＨ値」欄及び「腐食発生日数」欄について、比較例１、比較例２、及び比較例５と、それ以外の実施例及び比較例とを比較すると明らかな通り、尿素を含有しないインクでは、ｐＨ値が低下し、その結果、早期に腐食が進行する。
また、表２の「ΔＥ」欄について、比較例３と、それ以外の実施例及び比較例（比較例４を除く）とを比較すると明らかな通り、尿素を含有していても２−イミダゾリジノンを含有しないと、ΔＥが大きくなる。これは染料の保存安定性が悪くなったことに起因する。
更に、表２の「ΔＥ」欄について、比較例４と、それ以外の実施例及び比較例（比較例３を除く）とを比較すると明らかな通り、尿素及び２−イミダゾリジノンを含有していても、緩衝剤としてリン酸系緩衝剤を使用し、トリス（ヒドロキシルメチル）アミノメタンを含有しないと、ΔＥが大きくなり、染料の安定性が低下している。
【００５５】
これに対して、実施例１〜６の結果から明らかな通り、尿素、２−イミダゾリジノン、及びトリス（ヒドロキシルメチル）アミノメタンを含有するインクでは、早期の腐食が発生せず、ΔＥが小さく、染料が高温放置後も安定していることが分かる。
【００５６】
次に、「腐食発生日数」欄について、実施例１と、それ以外の実施例２〜６とを比較すると明らかな通り、金属封鎖剤とベンゾトリアゾールとの両方を含有するインクの耐腐食作用は著しく向上する。なお、比較例３及び比較例４のインクも、金属封鎖剤とベンゾトリアゾールとの両方を含有しているので、同様の効果が観察される。
【００５７】
＜参考例：ヒドロトロピー剤の作用＞
尿素５重量％を含む水溶液及び２−イミダゾリジノン５重量％を含む水溶液を調製し、これらの水溶液調製直後のｐＨ値（初期ｐＨ値）を測定した後、６０℃に過熱して放置し、１週間後、２週間後、３週間後、及び６週間後のｐＨ値を調べた。それらの結果を表３に示す。
【００５８】
【表３】
【００５９】
表３から明らかな通り、尿素水溶液の初期ｐＨは、２−イミダゾリジノン水溶液の初期ｐＨよりも低いが、６０℃にて放置した後では、尿素水溶液のｐＨ値が徐々に上昇していくのに対して、２−イミダゾリジノン水溶液のｐＨ値はほとんど変化がない。このことから、反応染料がインク中で加水分解し、塩素イオンを放出してインクのｐＨが低下する現象に対して、尿素にはその低下を防止する効果があるのに対し、２−イミダゾリジノンにはその効果がないことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明のインクは、捺染用インクジェットインクとして利用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、捺染用インクジェットインク及びインクジェット捺染方法に関する。本発明の捺染用インクジェットインクによれば、ノズルプレートの腐食が防止されると共に、充分な印捺濃度を得ることができる。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット印刷は、インクの小滴を飛翔させ、紙やトランスペアレンシーフィルム等の記録媒体に付着させる方法である。この方法は、比較的安価な装置で、高解像度及び高品位な画像を高速で印刷することができる。
【０００３】
このインクジェット印刷方法を捺染に適用したインクジェット捺染方法は、予め前処理された各種の布帛にインクの小滴を吐出させ、インクを付着させるため、階調性及び多色表現性等に優れた種々の画像を布帛上に容易に形成することができる。また、インクジェット捺染では、従来の印捺工程で発生する余剰のインクが殆ど発生しないので、環境保全にも有効である。
【０００４】
しかしながら、インクジェット捺染では、従来の捺染インクの構成成分をインクに含有させる成分と前処理剤に含有させる成分とに分ける必要があり、しかもその捺染用インクジェットインクをインクジェットに適した低粘性に調整することが必要である。更に、捺染用インクジェットインクは、調製されてから使用されるまでの期間が比較的長期間になるので、保存安定性が求められる。
【０００５】
こうした捺染用インクジェットインクに保存安定性を付与する技術は種々提案されている。例えば、捺染用インクジェットインクにリン酸緩衝剤を含有させると保存安定が向上すること（例えば、特許文献１）、あるいは、モノクロトリアジン系反応染料にトリス緩衝剤を含有させると保存安定が向上すること（例えば、特許文献２）などが提案されている。
一方、捺染用インクジェットインクに接触するノズルプレートでは、腐食が進行することも知られており、特に、反応染料を含有する捺染用インクジェットインクにおいてもノズルプレートの腐食が問題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２６４０１８号公報
【特許文献２】特開２００２−２４１６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
反応染料含有捺染用インクジェットインクにおけるノズルプレートの腐食は、ｐＨ低下によって進行することが知られており、ｐＨ低下を防止する効果を尿素が有していることも知られている。ところが、反応染料インクに尿素を添加して長期間保存すると、インクの保存安定性が低下し、印捺濃度が低下するという欠点が現れる。
従来、反応染料と尿素とを含有する捺染用インクジェットインクにおいて、ノズルプレートの腐食進行を防止すると共に、インクの保存安定性を維持して印捺濃度の低下を招かない技術は、提案されていない。
従って、本発明の課題は、反応染料インクによるノズルプレート腐食の進行を防止すると共に、印捺濃度の低下を招かない捺染用インクジェットインクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題は、本発明により、反応染料及び尿素に加えて、更に有機系緩衝剤及び２−イミダゾリジノンを含むことを特徴とする、捺染用インクジェットインクによって解決することができる。
【０００９】
本発明による捺染用インクジェットインクの好ましい態様においては、前記インクが更に多価アルコールを含む。
本発明による捺染用インクジェットインクの更に好ましい態様においては、前記インクが更にピロリドン系溶剤を含む。
本発明による捺染用インクジェットインクの別の好ましい態様においては、反応染料がモノクロトリアジニル系染料であり、更に好ましくは、前記モノクロトリアジニル系染料が、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド３１、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー４９、又はＣ．Ｉ．リアクティブオレンジ１３である。
【００１０】
本発明による捺染用インクジェットインクの別の好ましい態様においては、有機系緩衝剤が、トリス（ヒドロキシルメチル）アミノメタンである。
本発明による捺染用インクジェットインクの別の好ましい態様においては、前記インクが更に金属封鎖剤を含む。
本発明による捺染用インクジェットインクの別の好ましい態様においては、前記インクが更にベンゾトリアゾールを含む。
【００１１】
また、本発明は、水系前処理剤によって予め処理した布帛に、前記の捺染用インクジェットインクを吐出させる工程を含むことを特徴とする、インクジェット捺染方法にも関する。
本発明によるインクジェット捺染方法の好ましい態様においては、前記捺染用インクジェットインクを、ピエゾ振動子を用いたインクジェットプリンタヘッドに充填してインクジェット捺染を行う。
本発明によるインクジェット捺染方法の別の好ましい態様においては、前記インクジェットプリンタヘッドのノズル面が撥インク性皮膜層を有する。
【００１２】
更に、本発明は、前記のインクジェット捺染方法によって捺染された布帛にも関する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の捺染用インクジェットインクは、反応染料及び尿素を含んでいるものの、更に有機系緩衝剤及び２−イミダゾリジノンを含むことにより、ノズルプレートの腐食進行ないし腐食が防止されると共に、インクの保存安定性が向上し、充分な印捺濃度を得ることができる。
前記の効果の効果は、本発明の捺染用インクジェットインクが、モノクロトリアジニル系染料である場合に顕著に現れ、特に、マゼンタ染料の場合に顕著である。また、本発明の捺染用インクジェットインクが、特に、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド３１、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー４９、又はＣ．Ｉ．リアクティブオレンジ１３、中でも、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド３１を含むインクである場合に、前記の効果が顕著に現れる。
本発明の捺染用インクジェットインクが、更に、金属封鎖剤とベンゾトリアゾールとを含む場合には、良好な保存安定性を維持しながら、ノズルプレートの腐食進行防止に関して特に優れた効果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［捺染用インクジェットインク］
（染料）
本発明の捺染用インクジェットインクに含まれる反応染料は、加熱蒸着により布帛と化学接合して定着する性質を有する限り、特に制限されないが、例えば、モノクロロトリアジニル基、ジクロロトリアジニル基、クロルピリミジル基、ビニルスルホン基、又はアルキル硫酸基等を反応基として有する染料が好ましい。これらの染料は、個々の目的により選択される。例えば、高濃度の黒色を特に所望する際はビニルスルホン系反応染料が好適である。また、捺染用インクジェットインクを長時間保存することが必要な際は、モノクロロトリアジニル骨格、即ちモノクロロ置換１，３，５−トリアジン２−イル骨格を有する染料が好ましい。モノクロロトリアジニル骨格を有する反応染料は比較的熱安定が優れているため、長時間保存安定性が要求されるインクジェットインク用染料として特に好適である。本発明の捺染用インクジェットインクに含まれる反応染料の具体例を以下に列挙する。
Ｃ．Ｉ．リアクティブイエロー３、６、１２、１８、８６、
Ｃ．Ｉ．リアクティブオレンジ２、５、１２、１３、２０、
Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド３、４、７、１２、１３、１５、１６、２４、２９、３１、３２、３３、４３、４５、４６、５８、５９、
Ｃ．Ｉ．リアクティブバイオレット１、２、
Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー２、３、５、７、１３、１４、１５、２５、２６、３９、４０、４１、４６、４９、１７６、
Ｃ．Ｉ．リアクティブグリーン５、８、
Ｃ．Ｉ．リアクティブブラウン１、２、７、８、９、１１、１４、及び
Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック１、２、３、８、１０、１２、１３
なお、本明細書において反応染料とは、カラーインデックス中で反応染料に分類されている化合物をいう。
本発明においては、反応染料がモノクロトリアジニル系染料であることが好ましく、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド３１、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー４９、又はＣ．Ｉ．リアクティブオレンジ１３であることがより好ましく、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド３１であることが特に好ましい。
【００１５】
本発明の捺染用インクジェットインクにおいて、反応染料の含有量は特に限定されず適宜決定することができるが、インクの全重量に対して２〜２０重量％程度が好ましく、より好ましくは３〜１５重量％程度である。反応染料の含有量が２重量％未満になると、充分な印捺濃度を得ることができず、２０重量％を超えると、インクジェット用インクに求められる吐出安定性が悪化し、特に高温下では吐出不良となることがある。
【００１６】
（尿素）
本発明の捺染用インクジェットインクは、尿素を含有する。尿素は反応染料の溶解度を向上させる作用を有すると共に、本発明においては、ノズルヘッドの腐食防止作用を有する。尿素の含有量は、反応染料の含有量に依存して適宜決定され、特に限定されるものではないが、尿素の含有量は、捺染用インクジェットインクの全重量に対して、好ましくは０．５〜１０重量％、更に好ましくは１〜７重量％である。尿素の含有量が０．５重量％未満になると、ノズルヘッドの腐食防止効果が得られなくなり、１０重量％を超えると、保存安定性が悪くなることがある。
【００１７】
（２−イミダゾリジノン）
本発明の捺染用インクジェットインクは、尿素に加えて、２−イミダゾリジノンを含有する。２−イミダゾリジノンは、反応染料の溶解度を向上させる作用を有すると共に、本発明においては、インクの保存安定性を向上させる作用を有する。２−イミダゾリジノンの含有量は、染料の含有量に依存して適宜決定され、特に限定されるものではないが、２−イミダゾリジノンの含有量は、捺染用インクジェットインクの全重量に対して、好ましくは０．５〜１０重量％、更に好ましくは１〜７重量％である。本発明の捺染用インクジェットインクが尿素を含有している場合であっても、２−イミダゾリジノンの含有量が０．５重量％未満になると、尿素との相乗効果が低下し、その結果、充分な印捺濃度を得ることができない。２−イミダゾリジノンの含有量が１０重量％を超えると、低温で析出することがある。
【００１８】
（有機系緩衝剤）
本発明の捺染用インクジェットインクは、尿素及び２−イミダゾリジノンに加えて、有機系緩衝剤を含有する。本発明の捺染用インクジェットインクにおいては、有機系緩衝剤を加えてｐＨを安定させることが望ましい。特に、ｐＨを９以下に調整することによりインク液中の反応染料の加水分解を遅延させることができる。加水分解の進行は布帛の定着濃度を低下させるのみならず、インクを強い酸性領域に進めるため印捺機を腐食しやすくなる。特に、プリンタヘッド部分の腐食はインクジェットシステムに大きなダメージを与える。本発明の捺染用インクジェットインクの好適なｐＨは６〜９、更に好適には７〜８．５である。ｐＨがあまり高くなると反応染料の加水分解が進行しやすくなる。例えば３０℃で１年以上放置することを要する場合は、ｐＨ９以下が好ましい。但し、短期間でインクを使い切る場合は、インクのｐＨが１０を超えても差し支えない。
【００１９】
有機系緩衝剤としては、例えば、トリス（ヒドロキシルメチル）アミノメタン、又はトリエタノールアミンを挙げることができ、トリス（ヒドロキシルメチル）アミノメタンが好ましい。有機系緩衝剤の含有量は、染料の含有量に依存して適宜決定され、特に限定されるものではないが、有機系緩衝剤の含有量は、捺染用インクジェットインクの全重量に対して、好ましくは０．０５〜２重量％、更に好ましくは０．１〜１重量％である。本発明の捺染用インクジェットインクが尿素及び２−イミダゾリジノンを含有している場合であっても、有機系緩衝剤の含有量が０．０５重量％未満になると、インクの保存安定性が低下し、その結果、充分な印捺濃度を得ることができない。有機系緩衝剤の含有量が２重量％を超えると、高温下で放置したインクの印捺濃度が低下することがある。
【００２０】
（界面活性剤）
本発明の捺染用インクジェットインクは、界面活性剤を含むことが好ましい。界面活性剤を有するインクは前処理した布帛上でも均一に濡れ、印捺斑を少なくすることができ、また短時間の内に布帛中へ浸透するので有利である。また、ピエソ振動型プリンタでは吐出不良の原因となるプリンタヘッド内の気泡排出性を向上させ、安定した吐出を保持する効果がある。
【００２１】
好ましい界面活性剤は、アニオン系界面活性剤、又はノニオン系界面活性剤である。特にノニオン系界面活性剤であるアセチレングリコール系界面活性剤が好ましい。アセチレングリコール系界面活性剤は、ピエゾ振動子型のインクジェットヘッドとのマッチングに優れ、安定的な吐出を維持する。この種の界面活性剤は、例えばオルフィンシリーズ（製造：日進化学工業株式会社）、サーフィノール（登録商標）シリーズ（製造：Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ．Ｉｎｃ．）として入手可能である。
【００２２】
界面活性剤の含有量は適宜決定されてよいが、インク組成物に対して０．０５〜５重量％が好ましく、より好ましくは０．１〜３重量％である。界面活性剤の含有量が０．０５重量％未満になるかあるいは５重量％を超えるとインクジェット吐出が不安定となることがある。
【００２３】
（多価アルコール）
本発明の捺染用インクジェットインクは、有機溶媒として多価アルコールを含むのが好ましい。多価アルコールは、インクジェット捺染機を長期間使用しない場合、ノズルの目詰まりを防ぐ効果がある。好ましい例としては、エチレングリコール、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、分子量２０００以下のポリエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，２−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，８−オクタンジオール、１，２−オクタンジオール、グリセリン、メソエリスリトール、ペンタエリスリトール、チオグリコールなどである。
【００２４】
多価アルコールの含有量は適宜決定することができるが、インクの全重量に対して４０重量％以下が好ましく、より好ましくは１０〜３０重量％である。多価アルコールの含有量が４０重量％を超えると、適正なインク粘度を確保することが困難になることがある。多価アルコールは、プリンタヘッドの吐出特性とインクの保存安定性とを考慮して、単独あるいは混合して用いることができる。
【００２５】
また前記の多価アルコールの中で、プロピレングリコール、及び１，２−ヘキサンジオールは、２−イミダゾリジノンとの併用で吐出安定性が特に向上し、好適である。更に、ピエゾヘッドにおいては、１，２−ヘキサンジオールの含有量を変えることによって、インク吐出量をコントロールすることができる。含有量が多ければ吐出量は減る傾向にあり、個々のヘッドの最適吐出量をコントロールすることに有効である。
【００２６】
（ピロリドン系溶剤）
本発明の捺染用インクジェットインクは、更にピロリドン系溶剤を含有することが望ましい。本発明の捺染用インクジェットインクでは、モノクロトリアジニル反応染料の溶解性とインク吐出安定性との間に密接な関係がある。溶解性の高い溶媒を用いることで吐出安定性をより向上させることができる。染料濃度が比較的高い場合は、ピロリドン系溶媒を添加することで吐出安定性を向上させることができる。ピロリドン系溶媒としては、例えば、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、又は１，３−ジメチルイミダゾリジノン等があるが、好ましくは２−ピロリドンである。２−ピロリドンは吐出安定性に加えて乾燥目詰まり防止効果も有する。ピロリドン系溶剤を使用する場合の含有量は、前記の目的が得られる範囲で適宜決定されるが、一般的には、捺染用インクジェットインクの全重量に対して、１〜１５重量％である。
【００２７】
（金属封鎖剤）
更に、本発明の捺染用インクジェットインクは、金属イオン封鎖剤を含有することが望ましい。金属イオン封鎖剤は、通常の捺染用インクジェットインクの場合と同様にインクを長期間安定的に吐出させる効果を有すると共に、本発明においては、ベンゾトリアゾールとの併用によって、ノズルプレートの腐食防止作用を著しく向上させる作用を有する。金属封鎖剤としてはエチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）、ＥＤＴＡ塩（例えば、ナトリウム塩）、ヒドロキシエチルエチレンジアミントリ酢酸（ＥＤＴＡ−ＯＨ）等が好適である。
また、ＢＡＳＦ社から市販されているＴＲＩＬＯＮ ＴＡ、ＤＥＫＯＬ ＳＮ、Ｂｅｎｋｉｅｓｅｄ社から市販されているＣａｌｇｏｎ Ｔは生分解性に優れており、環境面で好適である。好ましい含有量は、インクの全重量に対して、０．００５〜１重量％であり、更に好適には０．０１〜０．５重量％である。
【００２８】
（ベンゾトリアゾール）
更に、本発明の捺染用インクジェットインクは、ベンゾトリアゾールを含有することが望ましい。ベンゾトリアゾールは、通常の捺染用インクジェットインクの場合と同様にノズルプレート腐食防止効果を有し、本発明においては、金属イオン封鎖剤との併用によって、ノズルプレートの腐食防止作用を著しく向上させる作用を有する。ベンゾトリアゾールの好ましい含有量は、インクの全重量に対して、０．００１〜０．５重量％であり、更に好適には０．００５〜０．２重量％である。
【００２９】
（水）
本発明の捺染用インクジェットインクにおいて、水は主溶媒である。水は、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、又は蒸留水等の純水、又は超純水を用いることができる。また、紫外線照射、又は過酸化水素添加などにより滅菌した水を用いることにより、インクを長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を防止することができるので好適である。
【００３０】
（その他の添加物）
本発明の捺染用インクジェットインクは、インクの吐出安定性（特には、ピエゾヘッドでの吐出安定性）を向上させる目的で、アルキレングリコールモノアルキルエーテル（例えば、トリエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル）を含有することができる。
また、本発明の捺染用インクジェットインクは、上記成分に加えて、防腐剤を含有することが好ましい。好ましい防腐剤としては、例えば、プロキセルＣＲＬ、プロキセルＢＤＮ、プロキセルＧＸＬ、プロキセルＸＬ−２、プロキセルＩＢ、又はプロキセルＴＮなどを挙げることができる。更に、本発明の捺染用インクジェットインクは、チオグリコールを含有することによって染料の溶解度を高くし、高濃度染料インクにも優れた吐出安定性を付与することができる。
【００３１】
更に、本発明の捺染用インクジェットインクは、上記構成成分を適宜選択して含有するが、粘度が２０℃で８．０ｍ・Ｐａ・ｓ以下、好ましくは１．５〜６．０ｍ・Ｐａ・ｓとすることが好ましい。８．０ｍ・Ｐａ・ｓ以下であれば通常の環境温度で何ら支障なくインク吐出が可能である。２０℃で８．０ｍ・Ｐａ・ｓを超えるインクは低温領域での吐出安定性が悪くなる。
【００３２】
［インクジェット捺染方法］
本発明によるインクジェット捺染方法は、本発明の前記捺染用インクジェットインクを用いて、予め前処理を施した布帛に、吐出させたインクを付着させる工程、定着する工程、及び洗浄する工程により主に構成される。それぞれの工程には、公知の方法及び操作を使用することができる。以下、各工程の具体的な態様を例示する。
【００３３】
（布帛の前処理）
本発明のインクジェット捺染方法は、予め前処理を施した布帛、例えば、植物性繊維、動物性繊維、又はアミド系繊維のいずれか一つから構成される布帛、あるいはそれらの２種以上の繊維の混紡からなる布帛に、インクジェット捺染を行なうことが好ましい。
【００３４】
布帛の前処理には、公知の前処理剤を用いることができ、前処理剤は、一般に、糊剤、アルカリ剤、及びヒドロトロピー剤を含み、更に場合によりシリカを含むことができる。
糊剤としては、例えば、グアー、ローカストビーン等の天然ガム類、澱粉類、アルギン酸ソーダ、ふのり等の海草類、ペクチン酸等の植物皮類、メチル繊維素、エチル繊維素、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の繊維素誘導体、焙焼澱粉、アルファ澱粉、カルボキシメチル澱粉、カルボキシエチル澱粉、ヒドロキシエチル澱粉等の加工澱粉、シラツガム系、ローストビーンガム系等の加工天然ガム、アルギン誘導体、あるいは、ポリビニールアルコール、ポリアクリル酸エステル等の合成糊、エマルジョン等が用いられる。
【００３５】
また、アルカリ剤としては、好適には、ナトリウム灰、水酸化ナトリウム、第三リン酸ナトリウム、又は酢酸ナトリウム等を挙げることができ、特に好適には重炭酸ナトリウムを挙げることができる。
更に、ヒドロトロピー剤としては、尿素、ジメチル尿素、チオ尿素、モノメチルチオ尿素、又はジメチルチオ尿素等のアルキル尿素を挙げることができる。
【００３６】
（シリカ）
前記の前処理剤は、シリカを含有することができ、そのシリカは発色性向上に有効である。シリカとしては、好適には表面が水酸基で覆われているものがよい。水酸基は水に対して強い親和力をもつので、反応インクの定着効率を向上させることができる。また、シリカと尿素とを組み合わせることで、相乗効果が働き、この発色性が著しく向上する。シリカの含有量は、前処理剤液に対して、好ましくは０．５〜８重量％である。０．５重量％未満ではマゼンタ色での発色効果が少なくなり、また８重量％を超えるとマゼンタ印捺部分で色むらが発生しやすくなる。更に、シアン、ブルーでは発色濃度低下が起こる。更にまた、シリカが布帛から離れやすくなり、インクジェット吐出不良が起こりやすくなる。
【００３７】
特に、シリカ含有前処理剤で処理した布帛に対して、本発明方法によって、シアンインク又はブルーインクの少なくとも一つ及びマゼンタインクを用いて印捺する際は、カラーバランスの点からもシリカの含有量が０．５〜８％であることが望ましい。
【００３８】
シリカの平均粒径は、好ましくは１０μｍ以下である。粒径が大きければ添加量に対する表面積が小さくなり、発色効果が薄れてくる。
【００３９】
本発明のインクジェット捺染方法においては、例えば、ノニオン系合成高分子、重炭酸ナトリウム、尿素、シリカ、及び水からなる前処理剤を用いて布帛の前処理を実施することができる。また、前処理剤のパディングは、例えば、公知のパディング機（マチス社製；ＨＶＦ３５０）を用いて行なうことができる。具体的には、予め２１０ｍｍ×３１５ｍｍに切った綿ブロードを、圧力２ｂａｒ、スピード３ｍ／分、絞り率８０％の条件下でパディングし、１１５℃で９０秒間乾燥することができる。
【００４０】
（後処理）
後処理は、例えば、公知のスチーマー（マチス社製；スチーマーＤＨｅ型）を用いて定着操作を行なうことができる。具体的には、例えば、温度１０２℃、湿度９８％以上の環境下で８分間スチーミング処理を行なう。
【００４１】
その後、洗浄操作を行なう。具体的には、布帛を水道水で揉み洗いし、徐々に温水を追加する。更に、アニオン系界面活性剤を入れた沸騰洗浄水中に、時々撹拌しながら１５分間程度浸ける。浴比（印捺布重量／浴重量）は１／５０であることが好ましい。更に洗浄液中に水道水を入れながら手揉み洗いをする。十分に水洗した後に布を乾燥させ、アイロンを掛けして印捺布を得ることができる。
【００４２】
（プリンタヘッド）
インクジェット捺染方法は、サーマル方式、コンテティニュアス方式、又はピエゾ方式などの任意のインクジェット方式に適用することができるが、好適にはピエゾ振動子方式である。
【００４３】
捺染用インクジェットインクをピエゾ振動子型インクジェットプリントヘッドに充填して吐出する際には、このプリントヘッドのノズルプレート表層部分に撥インク処理を施してあることが望ましい。撥インク処理を施すことにより、インクの飛行曲がりが発生しにくくなり、布帛上に再現性の優れた所望の画像を印捺することができる。この飛行曲がり防止効果は、前記の捺染インクに１，２−ヘキサンジオールを添加することで著しく向上させることができる。
【００４４】
また、撥インク処理は、ノズル孔内面にも施すことが好ましい。内面に施すことにより、インクメニスカス位置が安定し、更に吐出安定性が向上する。また、ノズルプレート表面にインクが出にくくなり、ノズル表面の撥インク性を、より長時間維持することができる。
【００４５】
ノズルプレートには、所望の口径を有する孔を設けることができる。ノズルプレートの構成材料としては、金属、セラミックス、シリコン、硝子、又はプラスチック等を挙げることができ、好ましくはチタン、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、錫、又は金等の単一材、若しくはニッケル−リン合金、錫−銅−リン合金、銅−亜鉛合金、又はステンレス鋼等の合金や、ポリカーボネート、ポリサルフォン、アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリサルフォン、又は各種の感光性樹脂で形成されていることが望ましい。
【００４６】
これらの材料表面を撥インク処理する方法は、特に限定されないが、例えば、ニッケルイオンと撥水性高分子樹脂粒子を電荷により分散させた電解液中に浸漬し、電解液を攪拌しながら浸漬されているノズルプレート表面に共析メッキする方法が好ましい。この共析メッキに使用する撥水性高分子樹脂材料としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリパーフルオロアルコキシブタジエン、ポリフルオロビニリデン、ポリフルオロビニル、又はポリジパーフルオロアルキルフマレート等の樹脂を単独に又は混合して用いることが好適である。また、金属材料としては、ニッケルに限定する必要はなく、例えば銅、銀、錫、又は亜鉛等を適宜選択することができる。好ましくは、ニッケル、ニッケル−コバルト合金、又はニッケル−ホウ素合金等のように、表面硬度が大きく、対摩耗性に優れる材料が適している。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
【００４８】
＜実施例１〜６及び比較例１〜５：インクの調製＞
表１に示す組成を有する実施例１〜６及び比較例１〜５のインクを調製した。表１において、数値の単位は重量％であり、ＲＲ３１はＣ．Ｉ．リアクティブレッド３１であり、ＲＢ４９はＣ．Ｉ．リアクティブブルー４９であり、トリスはトリス（ヒドロキシルメチル）アミノメタンであり、リン酸系緩衝剤はトリポリリン酸ナトリウムであり、サーフィノールＥ１０１０はアセチレングリコール系界面活性剤である。
【００４９】
【表１】
【００５０】
＜物性評価＞
（１）ノズルプレート浸漬試験
実施例１〜６及び比較例１〜５のインク（約１０ｍＬ）を３０ｍＬのサンプルビン中に入れた後、そのインク中にノズルプレート〔ノズル面に、ニッケルとポリフッ化エチレン系樹脂（テフロン（Ｒ））との撥インク性皮膜層を有するノズルプレート；約１ｃｍ×３ｃｍ〕を浸漬し、キャップによって密封した後、６０°の恒温層に入れた。ノズルプレート表面における腐食発生の有無を２０日間亘って毎日観察した。腐食が最初に観察されるまでの日数を「腐食発生日数」として表２に示す。なお、捺染用インクジェットインクは通常は室温にて保存されるが、腐食発生を促進する目的で６０℃に過熱して試験を実施した。
【００５１】
（２）ｐＨ変化
実施例１〜６及び比較例１〜５のインクの調製直後のｐＨ値（初期ｐＨ値）を測定した後、６０℃に過熱して１０日間放置してから、再度ｐＨ値（放置後ｐＨ値）を測定した。
それらの結果を表２に示す。
【００５２】
（３）捺染試験
実施例１〜６及び比較例１〜５のインクに関し、それらの調製直後の印捺Ｌ1ａ1ｂ1値（Ａ）と、６０℃で１０日間放置した後の各インクの印捺Ｌ2ａ2ｂ2値（Ｂ）とから、印捺色差（ΔＥ）：
ΔＥ＝｛（Ｌ1−Ｌ2）2＋（ａ1−ａ2）2＋（ｂ1−ｂ2）2｝1/2
を算出した。結果（ΔＥ）を表２に示す。
布帛は、前処理剤で処理した綿織布を用い、定着は１０２℃にて８分間、飽和蒸気付近で実施した。なお、前処理剤としては、アルギン酸ナトリウム、尿素、及び重炭酸ナトリウムからなる水溶液を用いた。
【００５３】
【表２】
【００５４】
表２の「放置後ｐＨ値」欄及び「腐食発生日数」欄について、比較例１、比較例２、及び比較例５と、それ以外の実施例及び比較例とを比較すると明らかな通り、尿素を含有しないインクでは、ｐＨ値が低下し、その結果、早期に腐食が進行する。
また、表２の「ΔＥ」欄について、比較例３と、それ以外の実施例及び比較例（比較例４を除く）とを比較すると明らかな通り、尿素を含有していても２−イミダゾリジノンを含有しないと、ΔＥが大きくなる。これは染料の保存安定性が悪くなったことに起因する。
更に、表２の「ΔＥ」欄について、比較例４と、それ以外の実施例及び比較例（比較例３を除く）とを比較すると明らかな通り、尿素及び２−イミダゾリジノンを含有していても、緩衝剤としてリン酸系緩衝剤を使用し、トリス（ヒドロキシルメチル）アミノメタンを含有しないと、ΔＥが大きくなり、染料の安定性が低下している。
【００５５】
これに対して、実施例１〜６の結果から明らかな通り、尿素、２−イミダゾリジノン、及びトリス（ヒドロキシルメチル）アミノメタンを含有するインクでは、早期の腐食が発生せず、ΔＥが小さく、染料が高温放置後も安定していることが分かる。
【００５６】
次に、「腐食発生日数」欄について、実施例１と、それ以外の実施例２〜６とを比較すると明らかな通り、金属封鎖剤とベンゾトリアゾールとの両方を含有するインクの耐腐食作用は著しく向上する。なお、比較例３及び比較例４のインクも、金属封鎖剤とベンゾトリアゾールとの両方を含有しているので、同様の効果が観察される。
【００５７】
＜参考例：ヒドロトロピー剤の作用＞
尿素５重量％を含む水溶液及び２−イミダゾリジノン５重量％を含む水溶液を調製し、これらの水溶液調製直後のｐＨ値（初期ｐＨ値）を測定した後、６０℃に過熱して放置し、１週間後、２週間後、３週間後、及び６週間後のｐＨ値を調べた。それらの結果を表３に示す。
【００５８】
【表３】
【００５９】
表３から明らかな通り、尿素水溶液の初期ｐＨは、２−イミダゾリジノン水溶液の初期ｐＨよりも低いが、６０℃にて放置した後では、尿素水溶液のｐＨ値が徐々に上昇していくのに対して、２−イミダゾリジノン水溶液のｐＨ値はほとんど変化がない。このことから、反応染料がインク中で加水分解し、塩素イオンを放出してインクのｐＨが低下する現象に対して、尿素にはその低下を防止する効果があるのに対し、２−イミダゾリジノンにはその効果がないことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明のインクは、捺染用インクジェットインクとして利用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応染料及び尿素に加えて、更に有機系緩衝剤及び２−イミダゾリジノンを含むことを特徴とする、捺染用インクジェットインク。
【請求項２】
更に多価アルコールを含む、請求項１に記載の捺染用インクジェットインク。
【請求項３】
更にピロリドン系溶剤を含む、請求項１又は２に記載の捺染用インクジェットインク。
【請求項４】
反応染料がモノクロトリアジニル系染料である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の捺染用インクジェットインク。
【請求項５】
モノクロトリアジニル系染料が、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド３１、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー４９、又はＣ．Ｉ．リアクティブオレンジ１３である、請求項４に記載の捺染用インクジェットインク。
【請求項６】
有機系緩衝剤が、トリス（ヒドロキシルメチル）アミノメタンである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の捺染用インクジェットインク。
【請求項７】
更に金属封鎖剤を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の捺染用インクジェットインク。
【請求項８】
更にベンゾトリアゾールを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の捺染用インクジェットインク。
【請求項９】
水系前処理剤によって予め処理した布帛に、請求項１〜８のいずれか一項に記載の捺染用インクジェットインクを吐出させる工程を含むことを特徴とする、インクジェット捺染方法。
【請求項１０】
前記捺染用インクジェットインクを、ピエゾ振動子を用いたインクジェットプリンタヘッドに充填してインクジェット捺染を行う、請求項９に記載のインクジェット捺染方法。
【請求項１１】
前記インクジェットプリンタヘッドのノズル面が撥インク性皮膜層を有する、請求項９又は１０に記載のインクジェット捺染方法。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか一項に記載のインクジェット捺染方法によって捺染された布帛。
【請求項１】
反応染料及び尿素に加えて、更に有機系緩衝剤及び２−イミダゾリジノンを含むことを特徴とする、捺染用インクジェットインク。
【請求項２】
更に多価アルコールを含む、請求項１に記載の捺染用インクジェットインク。
【請求項３】
更にピロリドン系溶剤を含む、請求項１又は２に記載の捺染用インクジェットインク。
【請求項４】
反応染料がモノクロトリアジニル系染料である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の捺染用インクジェットインク。
【請求項５】
モノクロトリアジニル系染料が、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド３１、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー４９、又はＣ．Ｉ．リアクティブオレンジ１３である、請求項４に記載の捺染用インクジェットインク。
【請求項６】
有機系緩衝剤が、トリス（ヒドロキシルメチル）アミノメタンである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の捺染用インクジェットインク。
【請求項７】
更に金属封鎖剤を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の捺染用インクジェットインク。
【請求項８】
更にベンゾトリアゾールを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の捺染用インクジェットインク。
【請求項９】
水系前処理剤によって予め処理した布帛に、請求項１〜８のいずれか一項に記載の捺染用インクジェットインクを吐出させる工程を含むことを特徴とする、インクジェット捺染方法。
【請求項１０】
前記捺染用インクジェットインクを、ピエゾ振動子を用いたインクジェットプリンタヘッドに充填してインクジェット捺染を行う、請求項９に記載のインクジェット捺染方法。
【請求項１１】
前記インクジェットプリンタヘッドのノズル面が撥インク性皮膜層を有する、請求項９又は１０に記載のインクジェット捺染方法。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか一項に記載のインクジェット捺染方法によって捺染された布帛。
【公開番号】特開２０１０−１１６５６６（Ｐ２０１０−１１６５６６Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９０３２１（Ｐ２００９−２９０３２１）
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【分割の表示】特願２００４−６７２４６（Ｐ２００４−６７２４６）の分割
【原出願日】平成１６年３月１０日（２００４．３．１０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【分割の表示】特願２００４−６７２４６（Ｐ２００４−６７２４６）の分割
【原出願日】平成１６年３月１０日（２００４．３．１０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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