水性染料高分子インクジェット印刷用インク組成物

本発明は水性染料高分子インクジェット印刷用インク組成物に関し、特に特殊な染料高分子を発色団として利用し、同時に染料は良好な展色性と鮮やかさを備え、また高分子材料の引き入れにより染料の耐変色性を拡大するため、インクジェットプリンターに適用し、ファブリック材料上に直接インクジェット印刷することができ、得られたパターンにさらに加熱及び乾燥処理を施すことで、たくさんのプロセスの洗剤洗浄、水洗等を使用しなくとも、色彩が鮮やかで染料インクに劣らない結果を得ることができ、応用範囲が幅広く、一般の紙の他に、コットン、リネン、シルク、ウール、ポリエステル、ナイロン或いはレーヨン等、大部分のファブリックに応用可能で、しかも後続処理の加熱乾燥プロセスも簡単で、長く複雑な水洗処理プロセスがなく、大量の工業廃水も出ないため、デジタルファブリックの中小型化と普及化を着実に根付かせることができる水性染料高分子インクジェット印刷用インク組成物に関する。

デジタルプリンティングの作動原理は、基本的にインクジェットプリンターと同じである。一方、インクジェットプリンティング技術の誕生は、1884年にさかのぼる。1960年、インクジェットプリンティング技術は、実用段階に入った。1990年代、コンピューター技術が普及を始め、1995年にはデジタルインクジェットプリンターが発売された。現在、デジタルプリンティング技術の発展は、群雄割拠、百花繚乱の時代を迎えている。人が目にすることができる景色はすべて、デジタルプリンティングを通して、迅速かつしかもリアルにファブリック材料にパフォーマンスできるようになり、個性的な作品が生まれている。インクジェットプリンターの発明により、誰でもファブリック製品のデザイナーとなれるのだ。

また、デジタルプリンターは伝統的なプリンターに比べスペースをとらず(約1/20)、二酸化炭素の排出も少なく(伝統的なプリンターの10〜30%)、色の変化が多く、しかも豊富で(16万7千色に達する)、ハーフトーンを制作する必要がなく、直ちにドラフトパターンを調整でき、小量生産で納期が迅速で、人手を節減できる等の長所がある。そのため、テキスタイルプリンティング業や服飾デザイナーに高く評価され、支持されている。

デジタルプリンティングインクは、デジタルファブリックプリンティング技術の発展とともに、進歩してきた。それは、以下の通り多様である。 一、分散染料インクジェットインク(熱昇華インクを含む)は、高温後処理が必要だが、鮮やかで生き生きとしたプリンティングパフォーマンスができ、ポリエステルに応用される。 二、反応性染料インクジェットインクは、煩雑な前処理と後処理が必要で大量の廃水を生み出すが、鮮やかで生き生きとしたプリンティングパフォーマンスが可能で、コットン、リネン、シルク、ウールに応用される。 三、酸性染料インクジェットインクは、煩雑な前処理と後処理が必要で大量の廃水を生み出し、耐変色性が劣るが、鮮やかで生き生きとしたプリンティングパフォーマンスが可能で、シルク、ウール、ナイロンに応用される。 四、水性顔料インクジェットインクは、加温乾燥処理だけは必要で、コットン、リネン、シルク、ウール、ポリエステル、ナイロン、レーヨン等大部分のテキスタイルに応用可能であるが、くすんで鮮やかさが足りないプリンティングパフォーマンスとジェットノズルの詰まりやすさが最大の欠点である。

そのため、鮮やかで生き生きとした印刷ができるインクジェットインクを開発し、大部分のテキスタイル材料に応用でき、しかも煩雑な後処理が不要で、大量の廃水が発生しなければ、理想的な新世代のデジタルプリンティングインクジェットインクであると言える。よって、全く新しい水性染料高分子インクジェット印刷用インク組成物が求められている。それは、染料高分子分散乳液、水溶性有機溶剤、少なくとも1個の添加剤、水を含み、有機合成方法を利用し、高分子中の親電子官能基と親核官能基を備える的染料を付加反応させ、高分子型染料とする。また、イソシアネート類とポリオール類を重合させウレタン樹脂とする時、反応型染料を加え、異なる応用のウレタン染料高分子を得ることができる。こうして、ポリマー鎖を含む染料の分散性は、高分子特性に従い変化し、これにより展色性が拡大する。同時に、高分子の引き入れにより、染料分子の分子量は拡大し、間接的に染料とテキスタイル繊維のファンデルワールス力、水素結合等の結合力を強化する。よって、染料の耐変色性を拡大し、しかも乳化分散という類の染料高分子を、デジタルプリンティングインクジェットインクに応用可能とし、上述の従来の技術に存在する問題を解決できる。

本発明は染料高分子分散乳液、水溶性有機溶剤、少なくとも1個の添加剤、水を含み、インクジェットプリンターなどのインクジェット領域に応用でき、必要なパターンを各式ファブリック材料上にインクジェット印刷でき、これによりパターンは加熱乾燥を経た後に色彩が鮮やかで、染料インクに劣らない結果を得ることができる水性染料高分子インクジェット印刷用インク組成物に関する。

本発明による水性染料高分子インクジェット印刷用インク組成物は、染料高分子分散乳液、水溶性有機溶剤、少なくとも1個の添加剤、水を含み、インクジェットプリンターなどのインクジェット領域に応用でき、必要なパターンを各式ファブリック材料上にインクジェット印刷でき、これによりパターンは加熱乾燥を経た後に色彩が鮮やかで、染料インクに劣らない結果を得ることができる。本インクジェットインク中の染料高分子分散乳液は、水性インクジェット印刷用インク組成物全体の2〜30重量%を占め、水溶性有機溶剤は、水性インクジェット印刷用インク組成物の15〜65重量%を占め、少なくとも1個の添加剤は、水性インクジェット印刷用インク組成物の2重量%以下を占め、しかも水は蒸留水或いは脱イオン水を使用でき、染料高分子分散乳液、水溶性有機溶剤及び添加剤を希釈或いは分散する。

染料高分子分散乳液とは、各単色或いは多色染料と有機単体或いはオリゴマーとの反応重合により形成され、さらに分散乳化加工を行い形成されるものである。この類の染料高分子主体は、ポリウレタン、ナイロン、エポキシ樹脂、ポリエステル、アクリル等の高分子重合物或いは共重合物である。具体的には、染料高分子分散乳液は、少なくとも1個の染料高分子及び乳化剤を含み、中でも、染料高分子は、水性染料高分子インクジェット印刷用インク組成物全体の1〜20重量%を占め、該染料高分子の平均粒径(D50)は、100nmより小さい。しかも、染料高分子は、ポリウレタン高分子、ポリイミド高分子、エポキシ樹脂高分子、ポリエステル高分子、アクリル高分子、フェノール高分子、ポリエーテル高分子及びメラミン高分子の内の少なくとも一つを含む。

この他、水溶性有機溶剤は、モノアルコール溶剤、ジオール溶剤、グリセリン、テトリトール、ペンチトール、イノシトール、グリコール類溶剤、グリコールエーテル溶剤、ピロリドン類溶剤、スルホキシド類の内の少なくとも一つを含む。

さらに、モノアルコール溶剤は、アルコール、N - プロパノール及びイソプロパノールの内の少なくとも一つを含む。ジオール溶剤は、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール及びトリプロピレングリコールの内の少なくとも一つを含む。グリコールエーテル溶剤は、エチレングリコールモノメチルエーテル、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、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロパンジオールモノメチルエーテル、プロパンジオールモノプロピルエーテル、プロパンジオールモノブチルエーテル、プロパンジオールモノイソブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールイソブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル及びトリプロピレングリコールモノメチルエーテルの内の少なくとも一つを含む。ピロリドン類溶剤は、2-ピロリドン及びN-メチルピロリドンの内の少なくとも一つを含む。スルホキシド類は、ジメチルスルホキシドを含む。

上述の少なくとも1個の添加剤は、可包括殺菌剤、増粘剤、界面活性剤、消泡剤、酸アルカリ調整剤及びキレート剤の内の少なくとも一つを含む。さらに、増粘剤は、セルロース類及び合成高分子の内の少なくとも一つを含む。セルロース類は、メチルセルロースを含む。合成高分子は、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ウレタン増粘剤、ポリオキシエチレン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸共重合乳液の内の少なくとも一つを含む。界面活性剤は、シリコンケトン類、シラン類及びアセチレングリコール類の内の少なくとも一つを含む。酸アルカリ調整剤は、トリエタノールアミンを含む。キレート剤は、エチレンジアミン四酢酸(ethylenediaminetetraacetic acid,EDTA)を含む。

該水性染料高分子インクジェット印刷用インク組成物は、25℃下で2〜20cpsの間の粘度を備え、及び18〜40dyne/cmの間の表面張力を備える。

本発明による水性染料高分子インクジェット印刷用インク組成物は、安定し、ジェットノズルが詰まりにくいという特性を備える。特に、特殊な染料高分子を発色団として採用するため、染料は良好な展色性を同時に備え、高分子材料の引き入れにより染料の耐変色性を拡大することができる。そのため、インクジェットプリンターに適用して直接インクジェット印刷ができ、こうして得られたパターンに加熱、乾燥処理を施せば、洗剤洗浄、水洗等のたくさんのプロセスの使用が不要で、色彩が鮮やかで、染料インクに劣らない結果を得ることができる。よって、本発明の応用範囲は広く、一般の紙の他に、コットン、リネン、シルク、ウール、ポリエステル繊維、ナイロン或いはレーヨン等大部分のテキスタイルに応用でき、しかも後続処理の加熱乾燥プロセスも非常に簡単で、長く複雑な水洗処理が不要なため、大量の工業廃水が発生することもない。こうして、本発明インクの応用により、デジタルファブリックの中小型化と普及化を着実にすることができる。

本発明による水性染料高分子インクジェット印刷用インク組成物は、染料高分子分散乳液、水溶性有機溶剤、少なくとも1個の添加剤、水を含む。その内、水を主要溶剤とし、蒸留水或いは脱イオン水を使用でき、これにより染料高分子分散乳液、水溶性有機溶剤及び添加剤を希釈或いは分散する。染料高分子分散乳液は、水性インクジェット印刷用インク組成物全体の1〜30重量%を占め、水溶性有機溶剤は、水性インクジェット印刷用インク組成物の15〜65重量%を占め、添加剤水性インクジェット印刷用インク組成物の2重量%以下である。

さらに、染料高分子分散乳液は、各単色或いは多色染料と有機単体或いはオリゴマーを反応重合させて形成される。例えば、ポリウレタン、ナイロン、エポキシ樹脂、ポリエステル、アクリル等の高分子重合物或いは共重合物で、さらに分散乳化加工を行って形成される。

具体的には、染料高分子分散乳液は、少なくとも1個の染料高分子及び乳化剤を含み、その内、染料高分子は、水性染料高分子インクジェット印刷用インク組成物全体の1〜20重量%或いは2〜20重量%を占め、親核基を含む染料発色団、或いは求電子置換基を含む染料発色団(或いは反応型染料と呼ばれる)が、有機物単体と単体、単体とオリゴマー或いはオリゴマーとオリゴマーの重合反応に参与し、高分子のメインチェイン或いはブランチチェイン上に追加され得られる。

高分子により分類するなら、染料高分子は、ポリウレタン高分子、ポリイミド高分子、エポキシ樹脂高分子、ポリエステル高分子、アクリル高分子、フェノール高分子、ポリエーテル高分子及びメラミン高分子の内の少なくとも一つを含む。 特に、これら染料高分子は純化を経た後、乳化分散により染料高分子分散液とし、さらに重合後、分散剤と水を添加して、染料高分子分散乳液液を得る。

この染料高分子分散乳液液の平均粒径(D50)は500nmであり、好ましくは平均粒径(D50)は200nm以下である。染料高分子の展色性とインクジェット印刷後のパターンの生き生きとした鮮やかさを考慮すれば、最も好ましくは平均粒径(D50)は100nm以下である。

ポリウレタンを例とすると、反応型染料、イソシアネート類とジオール或いはポリオール類共重合を用いることができ、反応型染料の添加タイミングを制御すると、反応式一に示す通り構造強度が異なるウレタン染料高分子を得ることができる。

は反応型染料の発色団で、

はアルキル基(alkyl group)或いはアリル基(aryl group)で、Gはビニルスルホン基(vinyl sulfone group)或いはクロロトリアジン基(chlorotriazine group)である。

ヒドロキシ基(OH)を有する染料分子とジイソシアネートを含むプレポリマー或いはオリゴマーを付加反応させ、染料型ポリウレタンとすることができる。また、反応式二のように、アミノ基(NH2)を含む染料分子に用いることができる。

は染料発色団で、

はジイソシアネートプレポリマーのリピーティングユニットで、Xは酸素(O)或いはイミノ基(NH)である。エポキシ樹脂高分子に関しては、ヒドロキシ基(OH)を有する染料分子とエポキシ化物プレポリマー或いはオリゴマーを利用して反応させ、エポキシ樹脂高分子と為ることができる。

反応式三のように、アミノ基(NH2)を含む染料分子に用いることができる。

は染料発色団で、

はエポキシ化物プレポリマー或いはオリゴマーのリピーティングユニットで、Yは酸素(O)或いはアミノ基(NH)である。反応型染料、二酸とジアミン類を共重合し、ポリイミド高分子を得、しかも以下の反応式で表示する。

は反応型染料の発色団で、

はアルキル基(alkyl group)或いはアリル基(aryl group)で、Gはビニルスルホン基(vinyl sulfone group)或いはクロロトリアジン基(chlorotriazine group)である。さらに、反応型染料、二酸とジアミン類を共重合し、ポリイミド、或いはナイロン高分子を得て、或いは反応型染料、二酸とジオール類を共重合し、反応式四のように、ポリエステル高分子を得る。

は反応型染料の発色団で、

はアルキル基或いはアリル基で、Gはビニルスルホン基或いはクロロトリアジン基である。

ヒドロキシ基(OH)を有する染料分子と二酸を含むプレポリマー或いはオリゴマーを付加反応させ、ポリエステル高分子を形成し、反応式五のように、アミノ基(NH₂)を含む染料分子に用いる。

は染料発色団で、

は二酸プレポリマーのリピーティングユニットで、Zは酸素(O)或いはアミノ基(NH)である。

アゾ化を利用し、ビニル官能基を含む染料発色団の反応型染料を合成し、さらに異なる種類のアクリルとの重合反応を利用し、反応式六のように、異なる特性のアクリル高分子を得る。

は染料発色団で、R1-R5は水素或いはアルキル基である。

前記の発色団(chromophore)とは化合物分子構造中の色を有する部分で、例えば染料の色は、その分子構造で決まるため、各種色がある。 染料分子の発色団中の不飽和共役系チェイン(−C=C−、

或いは−N=N−)の一端は、供電子基(-OH、-NH₂)を含み、反対端は、吸電子基(-NO2、>C=O)を含むグループと連なり、化合物分子は一定波長の光を吸収後、極化を発生し、電子は異なるエネルギーレベル間でトランジションし、異なる色を形成する。

一般的には、染料分子の構造において、共役系チェインが長ければ長いほど、色は濃くなり、供電子グループの電子を押す能力が強ければ強いほど、或いは吸電子グループの電子を引く能力が強ければ強いほど、この分子が吸收する光波長は長くなり、発色光の波長も長くなる。

以下では、染料高分子の反応型染料を製造する方式について、より詳細に説明する。 染料高分子の反応型染料の第一類製造方式:ビニルスルホン染料、モノクロロトリアジン染料、ジクロロトリアジン染料或いはダブルビニルスルホン染料、ダブルクロロトリアジン染料、ダブルジクロロトリアジン染料等を用い、各反応型染料の反応活性の違いは、その官能基により決まる。 例えば、アクティブイエロー 17、37、81、84、85、86、135、145、160、176、202、アクティブレッド 2、120、141、180、195、198、231、241、250、アクティブブルー 2、4、15、16、19、28、49、81、109、150、171、198、222、225、アクティブオレンジ 5、7、13、16、72、84、86、91、122、125、アクティブグリーン 5、8、19、アクティブブラック 5、8、31、39、42等である。その内、単活性基の反応型染料は、サイドチェイン或いはブランチチェイン親核基を有する高分子に適用され、双活性官能基の反応型染料は、上述の反応式一、四に示す通り高分子重合反応に関わる。

染料高分子の第二類製造方式:上述の反応式二、三、五に示す通り親核基(アミノ基、ヒドロキシ基)を含む染料と親電グループ単体或いはプレポリマー、オリゴマーを付加反応させる。

染料高分子の第三類製造方式:反応式七に示す通りビニル官能基染料と他のビニル官能基を含む単体或いはオリゴマーに自由基重合反応を施す。

その内、R6、R9、R10は水素或いはアルキル基で、R7、R8は水素、アルキル基或いはアリル基派生物で、CHPは発色団である。

上述の本発明の染料高分子インクジェット印刷用インク組成物は水を主要溶剤とし、インク沸点を制御し、インクジェットノズルの保湿性とインクジェット印刷のスムーズ性を共に確保するため、水溶性有機溶剤を添加する。本発明で使用する有機溶剤は、モノアルコール溶剤、ジオール溶剤、グリセリン、テトリトール、ペンチトール、イノシトール、グリコール類溶剤、グリコールエーテル溶剤、ピロリドン類溶剤、スルホキシド類の内の少なくとも一つを含み、水に完全に溶解する。

さらに、モノアルコール溶剤は、アルコール、N - プロパノール及びイソプロパノールの内の少なくとも一つを含む。 ジオール溶剤は、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール及びトリプロピレングリコールの内の少なくとも一つを含む。 グリコールエーテル溶剤は、エチレングリコールモノメチルエーテル、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、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロパンジオールモノメチルエーテル、プロパンジオールモノプロピルエーテル、プロパンジオールモノブチルエーテル、プロパンジオールモノイソブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールイソブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル及びトリプロピレングリコールモノメチルエーテルの内の少なくとも一つを含む。 ピロリドン類溶剤は、2-ピロリドン及びN-メチルピロリドンの内の少なくとも一つを含む。 この他、スルホキシド類は、ジメチルスルホキシドを含む。

この他、本発明の添加剤は、殺菌剤、増粘剤、界面活性剤、消泡剤、酸アルカリ調整剤及びキレート剤の内の少なくとも一つを含む。その内、殺菌剤は主に、インク中のカビ胞子の発生と繁殖を抑制し、インクジェットインクの保存期限を延長する。増粘剤は、インクの粘度を拡大できるが、インクジェットインクの安定性に影響を及ぼしてはならない。界面活性剤は、このインクジェット印刷用インク組成物の表面張力を低下させ、インクの浸透性を拡大する。

さらに具体的には、上述の増粘剤は、セルロース類及び合成高分子の内の少なくとも一つを含む。その内、セルロース類は、メチルセルロースを含む。合成高分子は、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ウレタン増粘剤、ポリオキシエチレン、ポリアクリル酸及びとポリアクリル酸共重合乳液の内の少なくとも一つを含む。界面活性剤は、シリコンケトン類、シラン類及びアセチレングリコール類の内の少なくとも一つを含む。酸アルカリ調整剤は、トリエタノールアミンを含む。キレート剤は、エチレンジアミン四酢酸(ethylenediaminetetraacetic acid,EDTA)である。

本発明の特徴をさらに明らかにするため、以下に実施形態の製造方式を示す。但し、以下の実施形態は参考に過ぎず、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない点に注意が必要である。

以下に染料高分子分散乳液の調製を説明する。 真空除水後のポリブタンジオールPTMGに、少しのNMPを加え、機械撹拌、コンデンサー、温度計、フィーディング漏斗を装置した四ネック500mLフラスコ中で溶解させる。窒素、60度下でイソホロンジイソシアネートIPDIを加えたアセトン溶液で15分撹拌し、さらにジヒドロメチルプロピオン酸DMPAを加えたアセトン溶液を別に15分撹拌する。続いて、ジブチルチンジラウレートDBTDL剤などの触媒を加える。続いて、70度まで温度を上げ、120分撹拌を続け、アセトンを加えて希釈し、さらにトリエチルアミンTEAにより中和し、水性ウレタンプレ重合物を得る。このプレ重合体とN-(2-ヒドロキシエチル) エチレンジアミンHEDAを室温下で60分反応され、以下反応式に示すサイドチェインはヒドロキシ基を有する水性ウレタン重合物1を得る。

サイドチェインはヒドロキシ基を有する水性ウレタン重合物1とビニルスルホンを含む反応型染料(アクティブイエロー145)を50度、アルカリ性条件下(pH=9)で、共有結合性結合を行い、水性染料ポリウレタン2(以下反応式参照)を生成する。 このポリウレタンを、適当なアセトンで希釈し、高速撹拌中に乳化剤を含む水溶液を添加し、高速撹拌を60分続けた後、減圧蒸留により低沸点のアセトンを除去し、及び水性黄色ポリウレタン分散乳液を得る。その固形分は26.5%で、平均粒径は75nmで、粘度は10cpsである。

このサイドチェインはヒドロキシ基を有する水性ウレタン重合物1とビニルスルホンを含む反応型染料(アクティブレッド195)を50度、アルカリ性条件下(pH=9)で共有結合性結合を行い、水性染料ポリウレタン3(以下反応式参照)を生成する。 このポリウレタンを、適当なアセトンで希釈し、高速撹拌中に乳化剤を含む水溶液を添加し、高速で60分撹拌を持続し、減圧蒸留により低沸点のアセトンを除去し、及び水性マゼンダ色ポリウレタン分散乳液を得る。その固形分は25%で、平均粒径は46nmで、粘度は9.5 cpsである。

このサイドチェインヒドロキシ基を有する水性ウレタン重合物1とダブルビニルスルホンを含む反応型染料(アクティブブルー250)を65度、アルカリ性条件下(pH=9)で共有結合性結合を行い、水性染料ポリウレタン4(以下反応式参照)を生成する。 このポリウレタンを、適当なアセトンで希釈し、高速撹拌中に乳化剤を含む水溶液を添加し、高速で60分撹拌を持続し、減圧蒸留により低沸点のアセトンを除去し、及び水性青色ポリウレタン分散乳液を得る。その固形分は23.5%で、平均粒径は90nmで、粘度は14.5 cpsである。

このサイドチェインヒドロキシ基を有する水性ウレタン重合物1とダブルビニルスルホンを含む反応型染料(アクティブブラック5)に65度、アルカリ性条件下(pH=9)で共有結合性結合を行い、水性ポリウレタン5(以下反応式参照)を生成する。 このポリウレタンを、適当なアセトンで希釈し、高速撹拌中に乳化剤を含む水溶液を添加し、高速で60分撹拌を持続し、減圧蒸留により低沸点のアセトンを除去し、及び水性黒色ポリウレタン分散乳液を得る。その固形分は25%で、平均粒径は60nmで、粘度は15cpsである。

以下に、染料高分子インクジェットインクの調製について説明する。 ポリビニルピロリドンとEDTAを、脱イオン水で溶解させる。この混合液をさらに30分撹拌する。続いて、水溶性有機溶剤を順番にこの混合溶液中に加え、室温でさらに15分撹拌する。続いて、表1に従い、ウレタン増粘剤(Anfong TW-710)、ポリシロキサン界面活性剤(BYK-378)、アセチレングリコール界面活性剤(Surfynol 465)、トリエタノールアミンを加え、室温下で高せん断乳化剤を使用し、回転速度を600回転/分に設定し、30分撹拌する。さらに、水性染料ポリウレタン分散乳液を添加し、1時間撹拌を続けた後、孔径が0.8μmのフィルターでろ過を行い、表1〜2示す通り、各色水性染料高分子インクジェットインクを得る。

インク評価テスト項目は、以下を含む。 1.インクジェット印刷用インク組成物の粘度テストは、Brookfield DV-E型番号の回転粘度計を使用し、25℃にサーモ制御する。 2.インクジェット印刷用インク組成物の表面張力テストは、協和界面科学株式会社CBVP-A3製の表面張力計を利用する。 3.インクジェット印刷用インク組成物のクリーニングテストは、EPSON DX-5ジェットノズル、型番号Mutoh 1304を利用し、クリーニング能力テストを行う。機器のクリーニングモードを使用し、ジェットノズルを一度クリーニングする度に、オリフィステストストリップのインクジェット印刷を計20回行う。ブレイキングホールが発生すれば、直ちにテストを終了する。 評価A:20回でも全くブレイキングホールがなく、斜めインクジェットもない。 評価B:10回以上20回以内で、ブレイキングホールがなく、斜めインクジェットもない。 評価C:10回以内で、ブレイキングホール、斜めインクジェットが発生。 4.インクジェット印刷用インク組成物のジェットノズルヘッド乾燥防止テストでは、EPSON DX-5ジェットノズル、型番号Mutoh 1304を利用してテストを行う。インクジェット印刷10mの後に、ジェットノズルを検査する。ジェットノズルをインク吸収シートから移動させ、ストップさせず(クリーニング機能を起動しない)、それぞれ30分、1時間を開けた後、ジェットノズルプリンティングテストを行い、ジェットノズルのインク出状況、ジェットノズルの詰まり、斜めインクジェット現象がないかを観察する。 評価A:1時間を開けると、ブレイキングホールがなく、斜めインクジェットもない。 評価B:30分を開けると、ブレイキングホールがなく、斜めインクジェットもない。 評価C:30分開けると、ブレイキングホールがあり、斜めインクジェットもある。 5.インクジェット印刷用インク組成物のインクジェット印刷安定性テストでは、EPSON DX-5ジェットノズル、型番号Mutoh 1304を利用し、インクジェットテストを行う。80mのロールペーパー上にインクジェット印刷を行い、ブレイキングホール、斜めインクジェット、インク飛び状況がないかどうかを観察する。 評価A:80mのテスト中、ブレイキングホールは5孔以内で、インク飛びは発生せず、斜めインクジェットはないか、或いは軽微。 評価B:80mのテスト中、ブレイキングホールは10孔以内(含む)で、インク飛びは発生せず、斜めインクジェットは中等。 評価C:80mのテスト中、ブレイキングホール10は孔以上で、インク飛びは発生し、斜めインクジェットは深刻。 6.インクジェット印刷用インク組成物のインクジェットパターンパフォーマンステストを行い、パターンパフォーマンス状況を観察する。 評価A:ブリージング現象はなく、パターンパフォーマンスはクリア。 評価B:重ね印刷エリアでいくらかのブリージング現象があるが、パターンパフォーマンスは許容可能。 評価C:ブリージングは深刻で、パターンパフォーマンスは不良。 7.インクジェット印刷用インク組成物の高温安定性テスト:インクを広口瓶中に入れ、45℃の恒温環境下で8週間放置後、室温に戻し粘度と粒径の分析を行う。 評価A:インク粘度と粒径測定値の変化は5%以下。 評価B:インク粘度と粒径測定値の変化は10%以下。 評価C:インク粘度と粒径測定値の変化は10%以上。 8.インクジェット印刷用インク組成物の低温安定性テスト:インクを広口瓶中に入れ、−10℃恒温環境下で8週間放置後、室温に戻し粘度と粒径の分析を行う。 評価A:インク粘度と粒径測定値の変化は5%以下。 評価B:インク粘度と粒径測定値の変化は10%以下。 評価C:インク粘度と粒径測定値の変化は10%以上

インククリーニング能力、インクヘッド乾燥防止能力、インクインクジェット印刷安定性、インクジェット印刷パターンパフォーマンス、インク高温安定性、インク低温安定性テストなどの水性染料高分子インクジェットインクの評価テストの結果はすべて表3に示す。

表2テスト表中に示す通り、本発明による水性染料高分子インクジェットインクサンプルは、評価項目を完全に満たしている。 テストサンプル1では、低沸点のアルコールを添加することで、ジェットノズルヘッドが速く乾き過ぎ、ジェットノズルクリーニング能力が劣り、インクジェット印刷の長さは不足している。この類の問題は、高沸点のエーテル類溶剤を添加後、サンプル2〜7に示す通りいくらか改善された。 サンプル8〜15では、ピロリドン溶剤とエアープロダクツ社製のsurfynol 465を添加後、機器クリーニング性能テストにおいて、ジェットノズルのクリーニングを一回行う毎に、一回のインクジェット印刷でオリフィステストストリップを行い、連続20回ブレイキングホールがなく、或いは斜めインクジェットが発生しないという結果が得られた。 インクジェット印刷80mのテストでは、ブレイキングホール或いは斜めインクジェットが5孔以内で、インク飛びが発生しないという結果が得られた。 また、ジェットノズルをインク吸収シートから移動させ、1時間を開けると、ジェットノズルは詰まらず、斜めインクジェット現象もなかった。

さらに、ウレタン増粘剤を添加すると、サンプル7〜15に示す通り、水性染料高分子インクジェットインクの低温安定性は拡大した。 水性インクジェット印刷用インク組成物の染料高分子の分散乳液を他の色に変えると、水溶性有機溶剤の種類と量を適当に調整すれば、サンプル10と11、サンプル12と13、サンプル14と15の比較に示す通り最良のインクパフォーマンス能力が得られる。

さらに、本発明による水性染料高分子インクジェット印刷用インク組成物は、インクジェットプリンターなどのインクジェット応用領域に用いることができる。 インクジェットプリンターにより、必要なパターンを、紙材上にインクインクジェット印刷できる他、必要なパターンを各式ファブリック材料上に直接インクジェット印刷することができる。 各式ファブリック材料上にインクジェット印刷されたパターンは、加熱乾燥を経て、色彩が鮮やかで染料インクに劣らない結果を得ることができる。この水性染料インクジェット印刷用インク組成物インクジェットを使用して印刷するファブリック半成品は、洗剤洗浄、水洗等のプロセスが不要で、色彩が鮮やかで生き生きとしたプリンティングパターンを得ることができ、大量の廃水の発生を避けることができる。コットン、リネン、シルク、ウール、ポリエステル、ナイロン、レーヨン等の大部分テキスタイル上への応用に非常に適している。 特に、本発明のインクジェットインクは、高低温保存安定に優れ、インクジェット印刷ではジェットノズルが詰まりにくく、インククリーニング能力が高いという長所を備える。

本発明の好ましい実施例の説明にすぎず、並びに本発明を限定するものではなく、本発明に提示の精神より逸脱せずに完成されるその他の同等の効果の修飾或いは置換は、いずれも本発明の権利請求範囲内に属する。