JP7408915B2 - インクジェット捺染インク組成物及び記録方法 - Google Patents
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Description
またさらに、前記スルホン酸基含有染料に対する前記第三の染料の含有量比が質量比で1/99以上1/1以下であるとより好ましく、前記第三の染料の含有量が前記インクジェット捺染インク組成物の総量に対して、0.1質量%以上20質量%以下であることもより好ましい。
本実施形態のインクジェット捺染インク組成物(以下、単に「インク組成物」ともいう。)は、下記式(1)で表される配位子が金属原子に対して配位しているスルホン酸基含有染料(以下、「本実施形態の染料」ともいう。)を含む。
本実施形態のインク組成物は、本実施形態の染料を含むことにより、耐光性に優れる。
本実施形態のインク組成物は、水を含むことができる。水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、及び蒸留水等の純水、並びに超純水のような、イオン性不純物を極力除去したものが挙げられる。また、紫外線照射又は過酸化水素の添加等によって滅菌した水を用いると、凝集液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。これにより貯蔵安定性がより向上する傾向にある。
本実施形態のインク組成物は、ラクタム構造を有する化合物を含むことが好ましい。ラクタム構造を有する化合物は、ラクタム構造を有するものであれば、特に限定されない。ラクタム構造を有する化合物を含むことにより、インク組成物中における染料の溶解性を良好にすることができ、目詰まり回復性に優れる。
本実施形態のインク組成物は、ポリオール誘導体類を含むことが好ましい。ポリオール誘導体類は、水酸基を複数有する化合物及び該化合物から合成される化合物であれば特に限定されない。水酸基を複数有する化合物としては後述のアルキルポリオールが挙げられる。水酸基を複数有する化合物から合成される化合物としては、該化合物の縮合物やエーテル化物が挙げられ、より具体的には後述のグリコールエーテルが挙げられる。ポリオール誘導体類を含むことにより、保存安定性や目詰まり回復性に優れる。
インク組成物は、濡れ性の観点から、界面活性剤を含むことが好ましい。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、及びシリコーン系界面活性剤が挙げられる。
本実施形態の記録方法は、布帛にアルカリ剤及びヒドロトロピー剤の少なくとも一方を含有する前処理液を付与する前処理工程を備えていてもよい。これにより染料の染着性が一層向上する。
本実施形態に係る記録方法は、上述したインクジェット捺染用のインク組成物を布帛に印捺する印捺工程を含む。具体的には、インクジェット記録方式により吐出されたインク滴を布帛に付着させて、布帛に画像を形成する。インクジェット記録方式としては、いずれの方式でもよく、荷電偏向方式、コンティニュアス方式、オンデンマンド方式(ピエゾ式、バブルジェット(登録商標)式)等が挙げられる。これらのインクジェット記録方式の中でも、ピエゾ式のインクジェット記録装置を用いる方式が特に好ましい。
本実施形態の記録方法は、上記のインク組成物が印捺された布帛を熱処理する熱処理工程を含んでもよい。熱処理工程を行うことにより、染料が繊維に良好に染着する。熱処理工程は従来公知の方法を用いることができ、例えば、HT法(高温スチーミング法)、HP法(高圧スチーミング法)、サーモゾル法等が挙げられる。
本実施形態の記録方法は、印捺物を洗浄する洗浄工程を含んでもよい。洗浄工程は、上記の熱処理工程の後に行うことが好ましく、繊維に染着していない染料を効果的に除去することができる。洗浄工程は、例えば水を用いて行うことができ、必要に応じてソーピング処理を行ってもよい。
(工程1)
水400部に2-アミノ-6-ニトロフェノール40部を添加後、25%水酸化ナトリウム水溶液を添加して、pH7.5~8.0の水溶液を得た。この水溶液に、35%塩酸30部を添加後、氷浴にて5~10℃とし、40%亜硝酸ナトリウム水溶液50部を添加し、同温度で約30分間反応させた。その後、更にスルファミン酸2部を添加して5分間撹拌してジアゾ反応液を得た。
他方、水400部に1-(4-クロロフェニル)-3-メチル-5-ピラゾロン54部を添加後、25%水酸化ナトリウム水溶液を添加して、pH8.5~9.0の水溶液を得た。更に氷浴にて5~10℃とした。この水溶液に、25%水酸化ナトリウム水溶液を随時添加してpHを8.5~9.0、温度を5~10℃に保持しながら、上記で得られたジアゾ反応液を15分間掛けて滴下し、pHを8.5~9.0、温度を5~10℃に維持したまま更に3時間反応させた。こうして、析出した固体を濾過分取して下記式(3)で表されるアゾ化合物380部をウェットケーキとして得た。
ジメチルホルムアミド700部に工程1で得られたウェットケーキの全量、硫酸クロムカリウム・12水和物65部及び酢酸ナトリウム21部を加え、110~120℃で約4時間反応させ、20~30℃まで冷却後、不溶物を濾過により除去して濾液を得た。
他方、水5000部にテトラブチルアンモニウムブロミド112部を添加して水溶液を得た。この水溶液に上記で得られた濾液を約30分間掛けて滴下し、析出した固体を濾過分取してウェットケーキ230部を得た。得られたウェットケーキの全量を再度水1000部に懸濁して1時間攪拌後、濾過分取及び乾燥して式(3)で表されるアゾ化合物70部を得た。該アゾ化合物の極大吸収波長は499nm(エタノール)であった。
20%発煙硫酸の液を氷冷することによりその温度を10℃以下に保ちながら、そこに工程2で得られたアゾ化合物20部を徐々に加えた後、15℃の温度で8時間反応させた。氷水400部中にこの反応液を注ぎ、塩化ナトリウム30部を加えて1時間攪拌した後、析出固体を濾過分離し、10%塩化ナトリウム水溶液25部で洗浄してウェットケーキを得た。得られたウェットケーキを水400部に加えて30分攪拌した後、不溶解物を濾別した。得られた母液に塩化ナトリウム40部を加えて1時間攪拌した後、析出固体を濾過分離し、乾燥することにより、赤色のウェットケーキを染料として得た。得られた染料を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により分析した。
HPLCを用いて下記の条件にて染料中の各成分を分離した。
HPLC条件…ODSカラム:BEH-C18,1.7um,100mm(Waters社製)、溶離液:1%アセトニトリル水溶液~95%アセトニトリル水溶液のグラジエント、流速:0.5ml/min、カラム温度:25℃、PDA検出:254nm
その結果、HPLCの面積比で、式(1-1)、式(1-2)、式(2-1)で表される化合物が95%:2.5%:2.5%であったことを確認した。
また、得られた各化合物について質量分析、並びに1H-及び13C-NMRを測定することにより以下の構造を有することを確認した。
10%発煙硫酸の液を氷冷することによりその温度を10℃以下に保ちながら、そこに実施例1の工程2で得られたアゾ化合物20部を徐々に加えた後、10℃の温度で4時間反応させた。氷水400部中にこの反応液を注ぎ、塩化ナトリウム30部を加えて1時間攪拌した後、析出固体を濾過分離し、10%塩化ナトリウム水溶液25部で洗浄してウェットケーキを得た。得られたウェットケーキを水400部に加えて30分攪拌した後、不溶解物を濾別した。得られた母液に塩化ナトリウム40部を加えて1時間攪拌した後、析出固体を濾過分離し、乾燥することにより、赤色のウェットケーキを染料として得た。得られた染料を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により分析した。
HPLCを用いて下記の条件にて染料中の各成分を分離した。
HPLC条件…ODSカラム:BEH-C18,1.7um,100mm(Waters社製)、溶離液:1%アセトニトリル水溶液~95%アセトニトリル水溶液のグラジエント、流速:0.5ml/min、カラム温度:25℃、PDA検出:254nm
その結果、HPLCの面積比で、式(1-1)、式(1-2)、式(2-1)で表される化合物が45%:0%:55%であったことを確認した。
30%発煙硫酸の液を氷冷することによりその温度を10℃以下に保ちながら、そこに実施例1の工程2で得られたアゾ化合物20部を徐々に加えた後、25℃の温度で2時間反応させた。氷水400部中にこの反応液を注ぎ、塩化ナトリウム30部を加えて1時間攪拌した後、析出固体を濾過分離し、10%塩化ナトリウム水溶液25部で洗浄してウェットケーキを得た。得られたウェットケーキを水400部に加えて30分攪拌した後、不溶解物を濾別した。得られた母液に塩化ナトリウム40部を加えて1時間攪拌した後、析出固体を濾過分離し、乾燥することにより、赤色のウェットケーキを染料として得た。得られた染料を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により分析した。
HPLCを用いて下記の条件にて染料中の各成分を分離した。
HPLC条件…ODSカラム:BEH-C18,1.7um,100mm(Waters社製)、溶離液:1%アセトニトリル水溶液~95%アセトニトリル水溶液のグラジエント、流速:0.5ml/min、カラム温度:25℃、PDA検出:254nm
その結果、HPLCの面積比で、式(1-1)、式(1-2)、式(2-1)で表される化合物が60%:37.5%:2.5%であったことを確認した。
実施例1の工程(3)で得られた染料と参考例2で得られた染料とを半分ずつ混合して、実施例4で使用する染料を調製した。
参考例2で得られた染料と実施例3で得られた染料とを半分ずつ混合して、実施例5及び6で使用する染料を調製した。
実施例1の工程(3)で得られた染料をHPLCの分取機能を使用して式(1-1)の化合物のみを分取精製し、実施例7、参考例8~9で使用する染料を調製した。
作製例1の工程2で得られたアゾ化合物を参考例1で使用する染料とした。
下記の記録物の作製において使用したインク組成物用の主な材料は、以下の通りである。
〔染料〕
作製例1~10の染料
C.I.アシッドレッド447(DURA COLOR U.K. LTD.製商品名)
〔ラクタム構造の化合物〕
2-ピロリドン
〔ポリオール誘導体類〕
グリセリン
トリエチレングリコール
トリエチレングリコールモノブチルエーテル
〔界面活性剤〕
オルフィン PD002W(日信化学工業社(Nissin Chemical Industry CO.,Ltd.)製商品名)
〔その他の添加剤〕
トリプロパノールアミン
プロキセルXL2(Arch Chemicals社製商品名proxelXL2)
エチレンジアミン四酢酸ニナトリウム
〔水〕
イオン交換水
各材料を下記の表1に示す組成で混合し、十分に撹拌し、インク組成物を得た。なお、下記の表1中、含有比以外の数値の単位は質量%であり、数値は固形分濃度であり、合計は100.0質量%である。
ポリオキシエチレンジイソプロピルエーテル(オキシエチレン=30モル)を5質量部、エーテル化カルボキシメチルセルロースを5質量部、尿素を100質量部、m-ベンゼンスルホン酸ナトリウム10質量部をよく混合した後、1000質量部のイオン交換水を少量ずつ添加しながら60℃下で30分攪拌する。その後、炭酸ナトリウム30質量部を攪拌されている溶液にさらに加えて10分攪拌し、この溶液を孔径10μmのメンブレンフィルターで濾過することにより前処理液を得た。
上記のようにして得られた前処理液を布帛に塗布して、マングルにてピックアップ率20%で絞って乾燥させた。
インクジェットプリンター(セイコーエプソン社製、製品名「PX-G930」)のカートリッジに上記で調製した各インク組成物を充填した。そのプリンターを用いて、上記で調製した前処理液によって前処理を行った布帛(絹100%;坪量90g/m2)に各インク組成物を付着させて画像を記録した。印刷解像度1440×720dpi。打ち込みDuty100%のベタパターンで、被記録媒体である布帛に画像が形成された、すなわちインクが捺染された捺染物を製造した。画像が印刷された布帛に対して100℃で20分間スチーミングを行った後、ラッコールSTA(明成化学株式会社製製品名の界面活性剤)を0.2質量部含む水溶液を用いて55℃で10分間洗浄し、乾燥させて捺染物を得た。ここで、「ベタパターン」とは、記録解像度で規定される最小記録単位領域である画素の全ての画素に対してドットを記録するパターンを意味する。
Xenon耐光性試験機(株式会社スガ試験機、製品名「XL-75s」)を用い、23℃、相対湿度50%RH、照度75000luxの条件のもと、各実施例の捺染物を10日間暴露した。暴露前後のサンプルの色相を、分光濃度計(商品名「Spectrolino」、X-RITE社製)を用い、光源:D65、ステータス:DIN_NB、視野角:2度、フィルタ:UVの条件で各捺染物のL*、a*、b*値を測定し、下記計算式に基づいて印捺前後(初期と10日目)の印捺物の色相差(ΔE*)を算出し、下記評価基準により耐光性を評価した。
ΔE*={(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2}1/2 ・・・(数式2)
ΔL*=L* 1-L* 2 ・・・(数式3)
Δa*=a* 1-a* 2 ・・・(数式4)
Δb*=b* 1-b* 2 ・・・(数式5)
但し、L* 1、a* 1、b* 1は初期の捺染物の測定値を示し、L* 2、a* 2、b* 2は10日間暴露した後の測定値を示す。
(評価基準)
A:ΔE*が10未満
B:ΔE*が10以上12.5未満
C:ΔE*が12.5以上15未満
D:ΔE*が15以上
得られた各捺染物について、JIS L 0846:2004に記載の方法に従い、耐水性試験を実施した。なお、試験に使用した添付白布は、第1添付白布、第2添付白布とも同一布とし、JIS L 0803記載の綿(3-3号)を使用した。これら添付白布は日本規格協会より購入した。JIS L 0801の箇条10のa)視感法に基づいて等級を、下記評価基準により耐水性を評価した。
(評価基準)
A:5級
B:4級と4級~5級の間
C:3級-4級の間
D:3級
インクジェットプリンター(セイコーエプソン社製、製品名「PX-G930」)に、上記で調製した各インク組成物を充填し全ノズルからの吐出を行った。プリントヘッドをキャップから外した状態で、40℃20%RH環境下に7日間放置した。その後、クリーニングの実施と、ノズルチェックの印字とを交互に繰り返し、ドット抜けや曲がりのない正常吐出に回復するまでのクリーニング回数を計測して、クリーニング回数から下記評価基準により目詰まり回復性を評価した。得られた結果を、表1に示す。
(評価基準)
A:1回以下
B:2~3回
C:4~5回
D:6回以上
上記のようにして得られた各インク組成物をサンプル瓶に充填し、60℃で7日間放置して、放置前(調製直後)及び放置後のpHを測定して、下記評価基準により保存安定性を評価した。得られた結果を、表1に示す。
(評価基準)
A:pHの変化量が1未満で、かつ放置後のpHの測定値が6以上
B:pHの変化量が1以上2未満で、かつ放置後のpHの測定値が6以上
C:pHの変化量が2以上で、かつ放置後のpHの測定値が6以上
D:放置後のpHの測定値が6未満
本実施形態の染料を含むように調製した各実施例のインク組成物は、いずれも、耐光性及び耐水性、並びに、目詰まり回復性及び保存安定性がC評価以上であり、優れるものであることがわかった。また、実施例1と参考例2との対比で、第一の染料及び第二の染料を含むことにより、より目詰まり回復性に優れることがわかった。実施例1と実施例3との対比及び実施例1と実施例5との対比で、第一の染料に対する第二の染料の含有量比が所定値以下であることにより、より耐水性に優れることがわかった。実施例1と実施例4との対比及び実施例1と実施例5との対比で、スルホン酸基含有染料に対する第三の染料の含有量比が所定値以下であることにより、より目詰まり回復性に優れることがわかった。実施例5と実施例6との対比で、ラクタム構造を有する化合物を含むことにより、より目詰まり回復性に優れることがわかった。実施例7と参考例1との対比で、第一の染料を含むことにより、より目詰まり回復性及び保存安定性に優れることがわかった。実施例7と参考例8及び9との対比で、本実施形態の染料の含有量が所定範囲内にあることにより、より耐光性及び目詰まり回復性に優れることがわかった。
Claims (10)
- 下記式(1)で表される配位子が金属原子に対して配位しているスルホン酸基含有染料とラクタム構造を有する化合物とを含む、インクジェット捺染インク組成物であって、
前記スルホン酸基含有染料の含有量が前記インクジェット捺染インク組成物の総量に対して、5質量%以上15質量%未満であり、
前記式(1)におけるR1及びR3の一方がSO3 -若しくはSO3Yを示し、他方がハロゲン原子又は水素原子を示す配位子が金属原子に対して配位している第一の染料を含み、
前記ラクタム構造を有する化合物の含有量が前記インクジェット捺染インク組成物の総量に対して、1.0質量%以上20質量%以下である、
インクジェット捺染インク組成物。
(式中、R1及びR3の少なくとも一方はSO3 -若しくはSO3Yを示し、SO3 -若しくはSO3Yを示さない場合のR1及びR3はハロゲン原子又は水素原子を示し、R2及びR4はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、スルホン基、ニトロ基、アリール基、スルホンアミド基、カルボキシル基、炭素数1~4のアルキル基、SO2NHR5又はCOOR5を示し、Xは金属原子を示し、Yは水素原子、アルカリ金属原子又はアルカリ土類金属原子を示し、R5は水素原子又はアルキル基を示す。) - 前記金属原子がクロム原子である、請求項1に記載のインクジェット捺染インク組成物。
- 前記式(1)におけるR1及びR3のいずれもがSO3 -若しくはSO3Yを示す配位子が金属原子に対して配位している第二の染料、を含む、請求項1又は2に記載のインクジェット捺染インク組成物。
- 前記第一の染料に対する前記第二の染料の含有量比が質量比で1/100以上1/1以下である、請求項3に記載のインクジェット捺染インク組成物。
- 前記第二の染料の含有量が前記インクジェット捺染インク組成物の総量に対して、0.1質量%以上50質量%以下である、
請求項3又は4に記載のインクジェット捺染インク組成物。 - 下記式(2)で表される配位子が金属原子に対して配位している第三の染料を含む、
請求項1~5のいずれか一項に記載のインクジェット捺染インク組成物。
(式中、R6及びR8はそれぞれ独立にハロゲン原子又は水素原子を示し、R7及びR9はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、スルホン基、ニトロ基、アリール基、スルホンアミド基、カルボキシル基、炭素数1~4のアルキル基、SO2NHR5又はCOOR5を示し、Xは金属原子を示し、Yは水素原子、アルカリ金属原子又はアルカリ土類金属原子を示し、R5は水素原子又はアルキル基を示す。) - 前記スルホン酸基含有染料に対する前記第三の染料の含有量比が質量比で1/99以上1/1以下である、請求項6に記載のインクジェット捺染インク組成物。
- 前記第三の染料の含有量が前記インクジェット捺染インク組成物の総量に対して、0.1質量%以上20質量%以下である、請求項6又は7に記載のインクジェット捺染インク組成物。
- 前記ラクタム構造を有する化合物が、2-ピロリドン、2-アセチジノン、2-ピペリドン、ε-カプロラクタム、4-エチル-2-アセチジノン、N-メチル-2-ピロリドン又は3-アミノ-2-ピペリドンである、請求項1に記載のインクジェット捺染インク組成物。
- 請求項1~9のいずれか一項に記載のインクジェット捺染インク組成物をインクジェット方式により吐出し、被記録媒体に付着させる記録方法であって、前記被記録媒体が布帛である、記録方法。
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