(57)【要約】【課題】スクリーン印刷により、機能性が付与されながらも繊維布帛が本来持っている、風合、吸湿性、透湿性などが良好であり、インクの総付着量の低減がされた繊維布帛、インクおよび、その方法を提供することを課題とする。【解決手段】繊維布帛の少なくとも片面に、機能性粒子および／または機能性薬剤を含むインクを、メッシュ数が２８０〜６００の紗から成るスクリーンと、ショアー硬度が４０〜８５度のゴムスキージ、またはウレタンスキージとを用いたスクリーン印刷法により付与された繊維布帛であって、繊維布帛の表面積に対して、インクが付与される表面積が５０％を超えるスクリーンを用いた繊維布帛である。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維布帛の少なくとも片面に、機能性粒子および／または機能性薬剤を含むインクを、開口メッシュ数が２８０〜６００の紗から成るスクリーンと、ショアー硬度が４０〜８５度のゴムスキージまたはウレタンスキージとを用いたスクリーン印刷法により付与された繊維布帛。
【請求項２】
繊維布帛の表面積に対して、インクが付与される表面積が５０％を超えるスクリーンを用いる請求項１記載の繊維布帛。
【請求項３】
インクは、バインダー、ラッカー、元糊の少なくともいずれかひとつと、機能性を付与する粒子および／または薬剤を含む、粘度が５０００〜１０００００ＣＰＳであるインク。
【請求項４】
メッシュ数が２８０〜６００の紗から成るスクリーンと、ショアー硬度が４０〜８５度のゴムスキージまたはウレタンスキージとを用いて、繊維布帛に機能性粒子および／または機能性薬剤を含むインクをスクリーン印刷法により付与する方法。
【請求項５】
スキージは厚さ５〜１０ｍｍであって、スキージ駆動時に湾曲される長さは３０〜６０ｍｍであるスキージを用いたスクリーン印刷法により印刷する請求項４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、高メッシュのスクリーン印刷により、機能性を付与した繊維布帛、機能性粒子および／または機能性溶液を含んだインク、およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
繊維布帛に機能性を付与、たとえば、抗菌性、消臭性、撥水性、撥油性、蓄光性などを付与するには、浸漬法、コーティング法、スクリーン印刷法などが挙げられ、いずれも公知の方法である。
浸漬法は、溶媒（たとえば、水や低級のアルコール類など）に各種の機能性粒子および／または機能性薬剤を溶解し、溶液となったものを使用して、パディングして、乾燥、キュアするものであり、通常は、機能性粒子および／または機能性薬剤は溶解できるものに限定される。
さらに、パディングの際、バスの中に極めて多量の機能性粒子および／または機能性薬剤を溶解した溶液を用意する必要があり、しかも繊維布帛の内部まで浸透するものであった。
一方、コーティングは、樹脂溶液（たとえば、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリオレフィン樹脂など）に溶媒（たとえば、ジメチホルムアミド、メチルエチルケトン、トルエンなど）と、各種の機能性粒子および／または機能性薬剤が溶解、または分散した、溶液または分散液となったものを使用して、公知のコーティングマシン（フローティングナイフコーター、ナイフオーバーロールコーターなど）を用いて、機能性のある樹脂膜を付与するものであり、機能性粒子および／または機能性薬剤は溶解できないもの、すなわち、分散状態のものであってもよい。
この場合においては、繊維布帛の内部まで浸透することなく、表面に近い部分にだけに機能性粒子および／または機能性薬剤を含んだ樹脂溶液が付与されるが、有機溶媒などを使用することが多く、コスト的にも環境的にも有利な方法とは言い難く、表面は繊維布帛が本来持っている外観には程遠いものになる。
【０００３】
さて、スクリーン印刷法は、バインダー樹脂（たとえば、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂など）に溶媒（たとえば、水や低級のアルコール類など）と、各種の機能性粒子および／または機能性薬剤が溶解、または分散した、インクとなったものを使用して、公知の自動スクリーン印刷機を用いて、機能性のあるバインダー樹脂を表面に近い部分にだけに付与するものであり、機能性粒子および／または機能性薬剤は溶解できないもの、分散状態のものであってもよい。
ところで、バインダー樹脂に機能性粒子を分散させたインクを用いるので、機能性粒子がバインダーに被覆される状態になる。したがって、機能性粒子がある程度なければ、その機能を発揮することができない。たとえば、繊維布帛の表面積のほぼ全面が機能性粒子で被覆されるようなスクリーン（表面積比率が高く、いわゆるメアキと呼ばれるスクリーンを使用するなど）を使用すると、バインダー樹脂により、繊維布帛が本来有してる風合（柔軟性やドレープ性など）、吸湿性、透湿性などの特性を著しく阻害するものであった。
【０００４】
そこで、十分な機能性付与と、風合（柔軟性、ドレープ性など）の双方を確保するためには、表面積比率が高く、ほぼ全面積をカバーするスクリーンを使用しながら、インク層を薄く、均一とするがよいとの知見に達した。
従来においてもスクリーンのより高い開口率を目指して、スクリーンの紗をマルチないしモノフィラメントの紗の組み合せをすることや、スクリーンの紗をペーパーカレンダーによる前処理を施したものを使用した工夫も知られている。しかし、ある程度はインク層を薄くすることはできるが、十分な機能性付与と、風合（柔軟性、ドレープ性など）、吸湿性、透湿性などの確保とは言い難いものであった。
そこで、スクリーンを高メッシュ（２８０メッシュ以上）にすることで、たとえ、メアキのスクリーンを用いても繊維布帛上へのインクの付着総量を少なくすることができ、インク層を薄く、均一とすることで、上述の問題を一気に解消できる。また、バインダー等の付着総量が少なくなることから、風合、吸湿性、透湿性などの向上とコスト削減などの相乗効果も考えられ、高メッシュスクリーンによるインクの付与の検討と諸条件、インクの適合性の問題、スキージの適合性の問題などがあり、安定して生産する技術を確立する必要があった。
【０００５】
【特許文献１】
特公平０４−０７４４７３号公報
【特許文献２】
特開平１０−１７５２８８号公報
【特許文献３】
特開平１０−２４４７７４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の如き問題を解消し、スクリーン印刷により、機能性が付与されながらも繊維布帛が本来持っている、風合、吸湿性、透湿性などが良好であり、インクの総付着量の低減がされた繊維布帛、インクおよび、その方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明による方法は、繊維布帛の少なくとも片面に、機能性粒子および／または機能性薬剤を含むインクを、メッシュ数が２８０〜６００の紗から成るスクリーンと、ショアー硬度が４０〜８５度のゴムスキージまたはウレタンスキージとを用いたスクリーン印刷法により付与された繊維布帛であって、繊維布帛の表面積に対して、インクが付与される表面積が５０％を超えるスクリーンを用いた繊維布帛である。
また、インクは、バインダー、ラッカー、元糊の少なくともいずれかひとつを含み、機能性を付与する粒子および／または薬剤を含み、粘度が５０００〜１０００００ＣＰＳであるインクとすることである。
さらに、メッシュ数が２８０〜６００の紗から成るスクリーンと、ショアー硬度が４０〜８５度のゴムスキージまたはウレタンスキージとを用いて、繊維布帛に機能性粒子および／または機能性薬剤を含むインクをスクリーン印刷法により印刷する方法である。
スキージは厚さ５〜１０ｍｍであって、スキージ駆動時に湾曲される長さは３０〜６０ｍｍであるスキージを用いるのが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明するが、請求範囲の一例であって、かかる実施形態に限定されるものではない。
まず、機能性粒子および／または機能性薬剤が、撥水剤、撥油剤、抗菌剤、還元剤、防炎剤、消臭剤、蓄光剤、害虫忌避剤、光触媒、芳香剤、吸着剤、接着剤、吸湿剤、吸熱剤、保温剤、保湿剤、発熱剤含有物の中から少なくともいずれかひとつを含むものが好ましい。しかしながら、インク機能性粒子および／または機能性薬剤が溶媒に溶解する場合を除いて、インク中で分散する場合、たとえば、機能性粒子は製造の直後の段階では、ほとんどの一次粒子径が１０μｍ以下のものであるが、経時変化による凝集等により、粒子径が大きくなる。したがって、使用時には１０μｍを超え、１００μｍになるものも少なくない。
これに対して、高メッシュの紗（２８０〜６００メッシュ）の開口径は３０〜８０μｍ以下であることから、それを通り抜けて、目ツマリをせずに安定した生産をするためには、少なくとも粒子径が１０μｍ以下であって、経時変化でも極力、凝集等がおきない処理（粉砕などのハード処理）、調製をすることが不可欠であるとの知見に達した。
そこで、使用の直前に、機能性粒子を１０μｍ以下の粒子径に調製するために、たとえばＥＣＭ−ＰＩＬＯＴ粉砕機（ＤＹＮＯ−ＭＩＬＬ製）などを使用して粉砕すればよい。この場合、粉砕メディアとしては、粉砕対象である機能性粒子の硬さ、靭性、化学構造などに応じた適当な衝突エネルギーを発生させるビーズを使用する。たとえば、ガラスビーズ、ステンレスビーズ、ハードクロムビーズ、アルミナビーズ、ジルコニアビーズなどの比較的硬めのビーズを使用して、機能性粒子の質量の１〜３倍の水や、場合によっては機能性粒子の質量の１／１０〜５倍の分散剤を存在させて粉砕してもよい。
【０００９】
次に、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ＰＰ樹脂などのバインダーやターペンと乳化剤、凝集防止剤などを調製して、増粘剤を加えたものに上述の機能性粒子および／または機能性薬剤を混入したものをインクとする。このインクは、粘度５０００〜１０００００ＣＰＳに、好ましくは、１００００〜３００００ＣＰＳに溶媒で調製したものである。粘度５０００ＣＰＳ未満であると、インクがスクリーンから垂れることもあるし、１０００００ＣＰＳを超えるとゴムやウレタン等のスキージを使用してもインクはスクリーンの紗の目を通過することができない場合がある。
インクのスクリーン上での乾燥を防ぐため尿素、エチレングリコール、ポリエチレングリコール又はグリセリン等の湿潤剤を１〜１５％混ぜてもよい。ここで使用される溶媒としては、水性溶媒が好ましく、具体的には水、エチレングリコール、ポリエチレングリコール又はグリセリンまたはこれらの混合物が挙げられる。
調製されたインクを従来のようにして、フィルター（ジョーゼットなどの目の粗い布帛など）で、ろ過したり、透析膜を通過させたりして、混在している可能性のある粒径の大きな粒子を除去すると、さらに好ましいが、生産安定性の観点から、粉砕というハード処理をするのが好ましい。
【００１０】
次に、スクリーンは、上記のように調製したインクが必要最低量だけ繊維布帛へ付与されるようにするため、メッシュ数が２８０〜６００好ましくは２９０〜５５０である紗をスクリーンとして選定する。（従来の機能性粒子および／または機能性薬剤とバインダーによる印刷で使用されるスクリーンは６０〜１３５メッシュの紗から成るのが一般的である）なお、機能性付与という観点からは、繊維布帛の表面積に対して、インクが付与される表面積が、５０％を超えるスクリーンを選択し、１００％である（メアキと呼ばれている）スクリーンを用いてもよい。
【００１１】
上述のように調製したスクリーンとインクを用いて、公知の自動スクリーン印刷機により、繊維布帛に印刷する。その場合、繊維布帛に必要最低限のインクを供給し、高メッシュの紗をインクが通り抜ける圧力が必要であり、スキージにはショアー硬度が４０〜８５度であるゴムまたはウレタン等の材質のものを使用する。
一般的に硬いスキージを使用することによりインクを供給量は減少するし、紗を通り抜ける圧力が高くなり、スキージ圧の許容範囲も広くなる傾向にある。スキージは厚さ５〜１０ｍｍであって、スキージ駆動時に湾曲される長さ（腰の長さと呼ばれている）は３０〜６０ｍｍであるスキージを使用する。スキージの厚さが５ｍｍ未満だとスキージがヘダリ、スキージ圧を伝達することができないし、１０ｍｍを超えると、スキージ駆動時に湾曲されない場合がある。また、湾曲される長さは３０ｍｍ未満だとスキージ駆動時に湾曲されない場合があり、６０ｍｍを超えるとスキージがヘダリ、スキージ圧を伝達することができないこともある。
一般的には、上述の範囲で選択されるものであるが、たとえば、スクリーンがストライプやチェック柄の柄域を含むものであれば、スキージ駆動時に湾曲される曲率半径が大きくなるようような選択をすればよいが、好ましくは、スキージは厚さ６〜８ｍｍであって、スキージ駆動時に湾曲される長さは４０〜５５ｍｍのものがよい。
さらに、スキージのアタック角度は７５度以上で、９０度が十分なスキージ圧をかけれるので、好ましく選択される。
【００１２】
また、高メッシュのスクリーンを使用するため、目つまり防止のため印刷の際、スクリーンから露落ちしない程度に、常時、コンプレッサー等の圧力により、微粒子化した水を吹き付けるが好ましい。
上述のバインダーを混入したインクを用いて印刷する場合は、スクリーンの紗の目に付着しやすく、バインダーを含まないインク、たとえば、溶解する機能性薬剤と元糊と水で調製したインクとで比較すると印刷量が多くなる。そのため、バインダーを混入したインクでは、スクリーンの裏側にインクが付着するという問題（ガッパ）が発生する。この問題を回避するため、自動スクリーン印刷機の印刷テーブル上で、プリント（染料等が入ったインク）と同時に機能性を付与する製造方法を採用する場合は、バインダーを混入した機能性粒子の含有インクの印刷の順番は一番最後にするか、或いは適宜の中間乾燥装置を用いて印刷後に、プリントする必要がある。
【００１３】
ただし、溶解する機能性薬剤と元糊と水で調製したインクを使用する場合は、印刷の順番は一番最後でなくとも最初に印刷することもできる。また、このインクの場合でも、インク付着総量が少なく、印刷層が薄く均一にできるので、プリントと同時に、抜染剤や防染剤の付与として、酸化剤や還元剤の付与することもできる。したがって、重色を伴う抜染柄、深みのある多層段落ち表現（たとえば、大きな花柄表現など）での防染柄への加工が可能であり、ヘダリの低減、ジョイント部でのミッチング、重色表現でのカブセの低減などの効果もあり、柄域表現に幅をもたせることもできる。なお、このバインダーを使用しないインクであっても、フィルター（ジョーゼットなど）で、ろ過したり、透析膜を通過させたりして、混在している可能性のある粒径の大きな粒子を除去すると、好ましく、安定した生産が望める。
【００１４】
印刷後の繊維布帛は印刷テーブルより剥がし、余分なインクを印刷テーブルより落としてしまう。印刷を終えた繊維布帛は、熱風その他の方法で乾燥した後、１２０〜１８０℃で２〜５分間加熱処理される。かくして、インクの配合物は繊維布帛に強固に接着される。
機能性粒子および／または機能性薬剤を含むバインダーを用いたインクを使用しながら、インク付着総量が少なく、印刷層が薄く均一にできるので、繊維布帛が本来持っている風合（柔軟性、ドレープ性など）、吸湿性、透湿性の向上とコスト削減の効果があるので、この繊維布帛は衣服、スポーツウェアー、カバン、カーテン、靴等に好適に仕上げられる。
【００１５】
なお、所定の画形等を得るための高メッシュのスクリーンの製作については、たとえば、特許登録２７０９７７０号にあるような一液感光乳剤を用いておこなうことで、高精度のスクリーンを得ることができる。また、自動スクリーン印刷機における作業手順やスキージの作用等については、当業者にとって周知であるため詳細な説明は省略する。
【００１６】
【実施例】
以下、実施例および比較例を挙げて、本発明をさらに説明する。ただし、本発明、これらの例によって何ら限定されるものではない。
【００１７】
実施例１
まず、蓄光剤を配合したインクのスクリーンとして、３００メッシュの紗（コスコ（株）製  、紗の素材：ポリエステル）を用いた。スクリーンの製作には公知の写真製版法を用い、一液感光乳剤の塗布を施し、表面積比率は８０％のチェック柄のスクリーンを用いた。
次に、蓄光剤を配合したインクを下記のようにして調製した。先ず、攪拌タンクに水を入れ、次に、アクリル樹脂、尿素を順次加え、これらを攪拌しながら増粘させ、更に、これにターペンを徐々に加えてエマルジョン化させ、元バインダーを作った。蓄光剤をＥＣＭ−ＰＩＬＯＴ粉砕機（ＤＹＮＯ−ＭＩＬＬ製）を使用して粉砕した。この場合、粉砕メディアとしては、ジルコニアビーズ（直径０．３ｍｍ）を使用した。また、粉砕条件は、ビーズ充填率６５％、液量１２０ｌ／ｈｒ、周速１５ｍ／秒で１００分間処理した。この蓄光剤を元バインダーに加えて、さらに保湿剤と、更に架橋剤を加えて攪拌し、粘度を２００００ＣＰＳに調製した。用いた元バインダー処方およびインク処方を下記の表１および表２に示す。
ただし、添加量は重量％である。
【００１８】
【表１】
2004308060.tif 000002
【００１９】
【表２】
2004308060.tif 000003
【００２０】
準備した上記のスクリーンと、ジョーゼット（密度６０本）でろ過したインクを使用して、厚さ５ｍｍの繊維布帛（ポリエステル１００％）に自動スクリーン印刷機にて、チェック柄を印刷した。蓄光剤を配合したインクによるスクリーンには、ショアー硬度７０度、厚さ７ｍｍ、スキージ駆動時に湾曲される長さは５０ｍｍのゴムスキージを使用し、必要以上にインクを供給しないようにした。
また、蓄光剤を配合したインクのスクリーンには、水を霧状にして吹き付け、乾燥を防止するようにした。印刷を終えた繊維布帛は、熱風乾燥され、乾燥後１５０℃で３分間加熱処理された。
【００２１】
比較例１
実施例１のおいて、スクリーンのメッシュを１３５メッシュ（コスコ（株）製、紗の素材：ポリエステル）、を用いた以外は、他の条件は同一にて加工する。加工始めより、スクリーンの中央部に型フミがみられており、４０回のスキージングを待たずしてガッパが発生し、インク層は厚く、加工前の繊維布帛、本来より風合はかなり硬いものであった。
【００２２】
比較例２
実施例１のおいて、蓄光剤を粉砕せずにそのまま用いて、ジョーゼット（密度６０本）でろ過した色材を用いた以外は、他の条件は同一にて加工する。加工始めより、紗の目のツマリがみられており、２０回のスキージングを待  たずして、チェック柄にツマリが発生して柄変化が起き、安定した量産はできないが、インク層は薄く、風合は良好であった。
【００２３】
比較例３
実施例１のおいて、ショアー硬度３５度、厚さ７ｍｍ、スキージ駆動時に湾曲される長さは５０ｍｍのゴムスキージを用いた以外は、他の条件は同一にて加工する。加工始めより、スキージ圧不足による紗の目のツマリがみられており、１５回のスキージングを待たずして、チェック柄にツマリが発生して柄変化が起き、安定した量産はできないが、インク層は薄く、風合は良好であった。
【００２４】
実施例１は、チェック柄が極めてシャープで且つ均一に印刷されたインク層の薄い繊維布帛ことができ、蓄光性の機能も達成しうるものであった。比較例の条件では安定した量産ができるには程遠い結果となった。
【００２５】
実施例２
害虫忌避剤を配合したインクの印刷用スクリーンとして、３００メッシュの紗（コスコ（株）製  、紗の素材：ポリエステル）を用いた。スクリーンの製作には公知の写真製版法を用い、一液感光乳剤の塗布を施し、表面積比率１００％の全面柄（メアキ）を用意した。
次に、害虫忌避剤を配合したインクの処方はを下記のようにして調製した。元バインダーの処方および、害虫忌避剤の粉砕方法は実施例１と同一であるが、先ず、攪拌タンクに水を入れ、次に、アクリル樹脂、尿素を順次加え、これらを攪拌しながら増粘させ、更に、これにターペンを徐々に加えてエマルジョン化させ、元バインダーを作った。害虫忌避剤をＥＣＭ−ＰＩＬＯＴ粉砕機（ＤＹＮＯ−ＭＩＬＬ製）を使用して粉砕した。この場合、粉砕メディアとしては、ジルコニアビーズ（直径０．３ｍｍ）を使用した。また、粉砕条件は、ビーズ充填率６５％、液量１２０ｌ／ｈｒ、周速１５ｍ／秒で１００分間処理した。この害虫忌避剤を元バインダーに加えて、さらに保湿剤と、架橋剤を加えて攪拌し、粘度を１５０００ＣＰＳに調製した。用いた元バインダー処方およびインク処方を下記の表３および表４に示す。
ただし、添加量は重量％である。
【００２６】
【表３】
2004308060.tif 000004
【００２７】
【表４】
2004308060.tif 000005
【００２８】
準備した上記のスクリーンとジョーゼット（密度８０本）で、ろ過したインクを使用して、厚さ３ｍｍの繊維布帛（ポリエステル１００％）に自動スクリーン印刷機にて、全面柄を印刷した。害虫忌避剤を配合したインクによる印刷には、ショアー硬度５０度、厚さ７ｍｍ、スキージ駆動時に湾曲される長さは５０ｍｍのゴムスキージを使用し、必要以上にインクを供給しないようにした。また、害虫忌避剤を配合したインク用のスクリーンには、水を霧状にして吹き付け、乾燥を防止するようにした。印刷を終えた繊維布帛は、熱風乾燥され、乾燥後１５０℃で３分間加熱処理された。
【００２９】
比較例４
実施例２のおいて、スクリーンのメッシュを１３５メッシュ（コスコ（株）製、紗の素材：ポリエステル）、を用いた以外は、他の条件は同一にて加工する。加工始めより、スクリーンのジョイント部に、極端にインク層の厚い部分（ミッチング）がみられており、全体的にもインク層は厚く、加工前の繊維布帛、本来より風合はかなり硬いものであった。
【００３０】
比較例５
実施例２のおいて、害虫忌避剤を粉砕せずにそのまま用いて、ジョーゼット（密度８０本）で、ろ過したインクを用いた以外は、他の条件は同一にて加工する。４０回のスキージングを待たずして、紗の目のツマリがみられており、安定した生産はできなかったが、インク層は薄く、風合は良好であった。
【００３１】
比較例６
実施例２のおいて、ショアー硬度３５度、厚さ７ｍｍ、スキージ駆動時に湾曲される長さは５０ｍｍのゴムスキージを用いた以外は、他の条件は同一にて加工する。加工始めより、スキージ圧の不適正による全面のミッチングがみられており、安定した量産はできなかったが、インク層は薄く、風合は良好であった。
【００３２】
実施例２は、均等に印刷されたインク層が薄く、風合も良好な繊維布帛を得ることができ、害虫忌避効果もあったが、比較例では安定した量産ができるには程遠い結果となった。
【００３３】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、繊維布帛に、薄く均一の機能性薬剤または／および機能性粒子が含有したインク層を安定して付与することができ、特にバインダー使用であっても繊維布帛が本来持っている風合（柔軟性、ドレープ性）、吸湿性、透湿性などが良好である繊維布帛を得ることができる。また、機能性薬剤または／および機能性粒子が含有したインクの付着総量が少なくて済み、コスト的、環境的にも有利である。