(57)【要約】非イオン性コロイド状安定化、多価金属イオン、凝固酸、および任意選択の１価または多価アルコール、および／またはアルキレン−オキシドオリゴマー（保湿剤または表面張力調節剤）、および任意選択の界面活性剤を含む、水性ポリマー分散体が、テキスタイルおよび衣服などの基材用の前処理として使用する目的で、開示される。本発明は、水中に分散された水性非イオン性ポリマーと、多価金属（典型的には、水溶性塩形態にある）と、凝固酸と、任意選択で反応性架橋剤とを含む、基材の前処理組成物を対象とする。前処理は、望ましくは布地基材に付与される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）多価金属イオンにおいてコロイド状安定性を有する非イオン性安定化水性ポリマー分散体の形態で、少なくとも１種の合成ポリマー（例えば、非イオン性アクリル、エチレン−酢酸ビニル、ウレタン、またはこれらの混合物）を、水性基材前処理の全重量に対して約１〜約２０または３０重量％、
ｂ）標準周期表の第２〜１２列からの水溶性多価金属を、約０．１または０．２〜約１５重量％、
ｃ）前記前処理の重量に対して約０．１〜約１０重量％の量の、前記水性前処理を１．５〜６．０のｐＨに調整するのに十分な量で使用される、有機および／または無機酸成分、
ｄ）任意選択でｄ１）１価もしくは多価アルコールおよび／またはアルキレン−オキシドオリゴマー（保湿剤または表面張力調節剤）、および任意選択でｄ２）界面活性剤
を含む、水性基材前処理。
【請求項２】
前記多価金属塩が、約０．２〜約１０重量％存在し、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、およびＺｎ２＋（望ましくは対イオンは、ＮＯ３−、ＳＯ４２−、アセテート、またはＣｌ−から選択される）の塩からなる群から選択される、請求項１に記載の水性基材前処理材料。
【請求項３】
前記酸成分が、ギ酸、酢酸、シュウ酸、クエン酸、酒石酸、イタコン酸、リン酸、および選択的ルイス酸、例えばＡｌＣｌ３、ＦｅＣｌ３、およびこれらのブレンドまたは誘導体（より望ましくは、水と反応するクエン酸、ギ酸、およびＡｌＣｌ３）からなる群から選択される少なくとも１種の酸性種を含む、請求項１から２のいずれかに記載の水性基材前処理材料。
【請求項４】
非イオン性安定化を有する前記ポリマーが、前記ポリマーの重量に対してＣ２〜Ｃ４アルキレン−オキシドの側鎖親水性オリゴマーを約０．１〜約１５重量％ならびに／または、周囲温度（２５℃）で２４時間後に１０重量％のポリマー（乾燥ベースで）および１５重量％の硝酸カルシウムの混合物のコロイド状安定性をもたらすのに十分な、アクリルアミドおよび／またはメチロールアクリルアミドに富むポリマー鎖をさらに含み、前記ポリマーの９０重量％超がコロイド状に安定なままである（即ち、前記ポリマーの１０重量％未満が凝集している）ことが測定された、請求項１から３のいずれかに記載の基材前処理材料。
【請求項５】
前記ポリマーが、前記水性前処理の重量に対して約１〜約２０重量％存在する、前記請求項のいずれかに記載の水性基材前処理材料。
【請求項６】
前記ポリマーが、前記水性前処理の重量に対して約１〜約１５重量％存在する、前記請求項のいずれかに記載の水性基材前処理材料。
【請求項７】
前記基材前処理は、処理されることになるテキスタイル基材表面のｉｎ２当たり、前処理が約０．０４〜約０．４ｇのレベルでテキスタイル基材に付与される、前記請求項のいずれかに記載の水性基材前処理材料。
【請求項８】
印刷画像をさらに含み、前記印刷画像が、水をベースにしたインクから誘導される、請求項７に記載のテキスタイル基材上に付与される水性基材前処理材料。
【請求項９】
前記印刷画像が、インクジェット印刷によって付与されたデジタル画像である、請求項８に記載の基材上の水性基材前処理材料。
【請求項１０】
前記前処理は、前記テキスタイル基材が洗浄サイクルに供される前に（任意選択で、さらなるインク層が付与された後）、少なくとも９４℃、より望ましくは少なくとも１００℃、、および１５０℃未満、より望ましくは１２０℃未満に、少なくとも３分間加熱される、請求項７から９のいずれかに記載の基材上の水性基材前処理材料。
【請求項１１】
前記基材が衣服の形態である、請求項７から１０のいずれかに記載のテキスタイル基材上の基材前処理材料。
【請求項１２】
前記基材が、少なくとも２５重量％の木綿、より望ましくは少なくとも５０重量％の木綿、好ましくは少なくとも８０重量％の木綿を含む、請求項７から１１のいずれかに記載の基材上の水性基材前処理。
【請求項１３】
前記織られたまたは織られていない基材が、少なくとも２５重量％のポリエステル、より望ましくは少なくとも５０重量％のポリエステル、一実施形態において好ましくは少なくとも８０重量％のポリエステルを含む、請求項７から１１のいずれかに記載の基材上の水性基材前処理。
【請求項１４】
前記前処理が、セルロースをベースにした基材に付与される、請求項７から１１のいずれかに記載の基材上の水性基材前処理コーティング。
【請求項１５】
ａ）表面および繊維を有するテキスタイル基材を供給するステップと、
ｂ）前記基材の前記表面の少なくとも一部を、請求項１から６のいずれかの水性基材前処理で処理し、前処理された基材表面を形成するステップと、
ｃ）ステップｂ）の前記水性基材前処理を乾燥して、前記基材上またはその繊維上にポリマーコーティングを形成するステップと、
ｄ）任意選択で、前記ポリマーコーティングを９４から１５０℃に加熱するステップと、
ｅ）前記基材またはその繊維上の前記ポリマーコーティング上に、水をベースにしたインクで印刷して、画像を形成するステップと、
ｆ）任意選択で、前記画像を９４から１５０℃に加熱するステップと
を含む、織られたまたは織られていない基材に印刷するための方法。
【請求項１６】
前記織られたまたは織られていない基材がテキスタイルであり、任意選択で前記画像を加熱する前記ステップが必須のものであり、前記加熱するステップが９４から１５０℃である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ポリマーコーティングを加熱する前記ステップが１００℃〜１２０℃の温度であり、曝露時間が、前記ポリマーコーティングおよび基材が乾燥形態になった後、５秒〜５分である、請求項１５または１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記印刷するステップが、前記基材上および前記前処理全体にわたるインクジェット印刷を含む、請求項１５から１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記印刷するステップが、前記前処理全体にわたり前記基材上に白色インクをインクジェット印刷するステップと、前記基材上に白色度が高い光反射面を形成するステップと、その後、前記基材上の前記光反射面上に非白色をインクジェット印刷するステップとを含む、請求項１５から１７のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記基材の前記光反射面上に非白色を印刷し、前記非白色を少なくとも１００℃の温度に加熱するステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記印刷ステップが、フレキソ、輪転グラビア、オフセット、またはスクリーン印刷方法を介する、請求項１５から１７のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中に分散された非イオン性ポリマー、多価水溶性金属、凝固酸性添加剤、および任意選択で反応性架橋剤から誘導された、デジタル印刷用の基材の前処理に関する。前処理の性能は、凝固酸性添加剤によって従来の前処理よりも高められ；基材への接着および画像の耐洗浄性は、インク画像を最適温度に加熱することによって、および任意選択で反応性架橋部分によって改善される。そのような前処理は、デジタルおよび／またはテキスタイル印刷を含めた様々なインク受容用途で有用である。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットを含めたデジタル印刷は、コンピューターから直接媒体上に、典型的には従来の基材上に、画像またはデータを再現する方法である。インクが媒体上に付与される場合、インクは、基材表面にまたはその付近に、緊密な、対称的なドットとして留まるべきであり；そうでない場合には、インクのドットが受容媒体中に浸透し、滲み、または不規則に拡がり始めて、デジタルプリンターの設計者が意図するよりも僅かに大きい面積を覆う。結果は、特に対象およびテキストの縁部で低い色強度、不明瞭性などを有するようである、画像またはデータである。インクおよび／または顔料は繊維にも浸透し、それほどカラフルではない画像をもたらし、布地の裏面に変色をもたらす可能性もある。
【０００３】
Ｅ．Ｉ．Ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓの欧州特許第１９２４６５８号は、ポリマー分散剤および架橋ポリウレタン結合剤添加剤（ポリマー分散剤とは異なる）と共に分散された二酸化チタン顔料が内部に分散されている、水性ビヒクル（インク）について記述する。白色インクは、非白色テキスタイル上に画像を印刷するのに、特に有用と考えられた。
【０００４】
Ｅ．Ｉ．Ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓの米国特許出願公開第２００８／００９２３０９Ａ１号は、非イオン性ラテックスポリマーおよび多価カチオン性塩を含む、水性インクジェット印刷の前処理について記述する。
【０００５】
Ｋｏｒｎｉｔの米国特許出願公開第２００７／０１０３５２８号は、洗浄で劣化せずまたは手触りおよび脆性に対して厳格な、高品質の耐久性ある耐摩損性の画像が生成されるように、デジタル印刷するためのインクに関する。
【０００６】
Ｋｉｍｂｅｒｌｙ−Ｃｌａｒｋ  Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ，Ｉｎｃ．の欧州特許第１３５６１５５号は、吸収溶液と併せて使用される、インクジェット印刷用のカチオン性ポリマーコーティング配合物に関する。吸収溶液は、尿素（酸染料系インク用）、またはシュウ酸アンモニウムおよび酒石酸アンモニウムなどのアンモニウム塩とすることができる。一実施形態において、配合物は、５〜９５％のカチオン性ポリマーまたはコポリマーと、約５〜２０％の布地柔軟剤とを含む。カチオン性ポリマーは、この参考文献の図１Ａ〜１Ｃに示され、ジアリルアンモニウムモノマーからのようにフリーラジカル重合されたポリマーになるようである。
【０００７】
Ｋｉｍｂｅｒｌｙ  Ｃｌａｒｋ  Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ，Ｉｎｃ．の欧州特許第１２４０３８３号は、カチオン性ポリマーまたはコポリマーおよび布地柔軟剤などの基材を処理するための吸収溶液を含む、コーティング配合物の改善に関する。この文献は、洗浄堅牢性を増大させるポリマーラテックス結合剤についても記述する。
【０００８】
ブラザー工業株式会社の欧州特許出願公開第２３８８３７１Ａ１号は、前処理および熱固着ステップを含む、布地上に画像を形成する方法を開示し、この前処理は、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド−二酸化イオウコポリマーと、アリルアミン−ジアリルアミンコポリマーおよび塩化ナトリウムの混合物とを含む。
上記参考文献は、様々な背景の画像の性質を改善する、種々の方法を教示する。一部はカチオン性ポリマーを必要とし、一部は布地柔軟剤を必要とし、一部は架橋粒子を必要とし、一部は二酸化チタン顔料を挙げ、それに対してその他は反応性染料を使用する。それらは全て、良好な色強度、はっきりとした十分明確な画像、およびテキスタイルの機械式洗浄中の色の良好な保持力を有する、テキスタイルに対して柔らかい感触の画像を求めているようである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許第１９２４６５８号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／００９２３０９Ａ１号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００７／０１０３５２８号明細書
【特許文献４】欧州特許第１３５６１５５号明細書
【特許文献５】欧州特許第１２４０３８３号明細書
【特許文献６】欧州特許出願公開第２３８８３７１Ａ１号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、水中に分散された水性非イオン性ポリマーと、多価金属（典型的には、水溶性塩形態にある）と、凝固酸と、任意選択で反応性架橋剤とを含む、基材の前処理組成物を対象とする。前処理は、望ましくは布地基材に付与される。一実施形態において、好ましい布地基材は、白色中間インク層がしばしば付与されることにより布地上に白色度の高い非常に不透明な表面が生成され、その後に付与される着色インクの色強度が高められる、暗色布地基材である。前処理は、布地上の水系白色または着色インクから誘導される、強力な着色画像の発生を容易にし、多数回の洗濯サイクルまたはその他の洗浄手順後に色強度を保持する能力を促進させる。好ましいインク印刷プロセスは、デジタルまたはインクジェット印刷を含むが、前処理は、フレキソ、輪転グラビア、オフセット、およびスクリーン印刷などのより古い転写印刷プロセスで実質的に同様に作用する。前処理で使用するのに好ましいインクには顔料インクが含まれるが、前処理はインクの位置付けおよび接着を最適化するのを助けるので、前処理は、染料を利用するインクで作用することができる。前処理は、印刷されたインク画像の、テキスタイルへの接着を促進させるのを助け、したがって、多数回の洗濯サイクル後に画像の色強度を維持するのを助ける。
【００１１】
前処理組成物は、水性媒体中の非イオン性ポリマー分散体、多価金属、および酸を含む。前処理における多価金属および／またはその塩は、布地の表面付近に引き続き付与されたインクを凝固させるのを容易にし、そこではインクからの色強度を最大限にすることができる。インク顔料および／または結合剤を凝固させる動作は、引き続き付与されるインクが、このインクが存在することが考えられない場所およびインクからの色強度が最適化されない場所である布地のその他の領域への滲みまたは移行を防止するのを助ける。
【００１２】
コーティング組成物は、リン酸、ＡｌＣｌ３、もしくはそれらの誘導体、またはカルボン酸、またはそれらの組合せなどの無機および有機酸から選択される、水溶性の（２５℃で、望ましくは１０ｇ／ｌまたはそれ超、より望ましくは２５ｇ／ｌまたはそれ超、好ましくは５０ｇ／ｌまたはそれ超の濃度で水溶性の）酸成分も含む。これらの水溶性酸は、それらの機能が、前処理全体を通して付与されるアニオン性コロイド状安定化インクの凝固を助けることであるので、凝固酸と呼ばれる。それらの酸には、ブレンステッドおよび／またはルイス酸、例えばＡｌＣｌ３を含めてもよい。凝固酸は、有機の場合、１つまたは複数のカルボン酸基を有することができる。有機の場合、一般に１〜２０個の炭素原子を、より好ましくは１〜１０個の炭素原子を有する。好ましい有機凝固酸には、ギ酸、酢酸、クエン酸、酒石酸、イタコン酸、およびシュウ酸が含まれる。好ましい無機酸には、ＡｌＣｌ３、ＡｌＣｌ３誘導体、リン酸、およびリン酸誘導体が含まれる。理論に拘泥するものではないが、ＡｌＣｌ３は、水に添加されたときにＨＣｌを発生する。
【００１３】
布地および衣服の前処理は、一般に、透明なまたは半透明なコーティングである必要があり、したがってそれらは広く様々な異なる着色基材上に付与することができる。前処理はしばしば、引き続き付与される画像よりも、テキスタイルまたは衣服の僅かに広い面積に付与される。基材が暗色である場合、前処理は、望ましくは後に付与されるデジタルインク（特に、白色インク）が、最小限のインクの厚さの不透明層（色強度を最適化し、および色に対する基材の関与を最小限に抑える）になるのを助ける。前処理およびデジタル付与されたインクは、衣服が着用され、その他の布地との摩損接触に供され（洗濯機で洗っている間など）、または床、壁、カーペットなどと摩擦接触もしくは摩損接触する間、最終的なデジタル画像に耐摩耗性を提供する必要がある。前処理およびデジタルインク画像は、望ましくは、布地もしくは衣服の画像領域の柔軟性、可撓性、感触などを変化させず、または基材の画像および非画像部分の異なる収縮率に起因した布地もしくは衣服のパッカリングも引き起こさない。テキスタイル上のほとんどのコーティング（特に、より耐久性を持つ傾向にある架橋コーティング）は、テキスタイルをより剛性に（柔軟性を低く）する。困難なことではあるが、前処理およびその後に付与されるインク画像によって、布地の柔軟性または手触りの低下を最小限に抑えることが望まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】添付された図面は、ａ）商用のＤＴＧ（ｄｉｒｅｃｔ  ｔｏ  ｇａｒｍｅｎｔ）前処理またはｂ）本開示の本発明の前処理のいずれかの上面にデジタル印刷された画像に関し、Ｘ−Ｒｉｔｅ  Ｇｒｅｔａｇｍａｃｂｅｔｈ（モデル＃  Ｃｏｌｏｒ  ｉ７）製の比色計によって測定された、ＣＩＥ  １９７６  Ｌ＊，ａ＊，ｂ＊色空間スケールから得た色度図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
非イオン性メカニズムによりコロイド状に安定化された分散形態のポリマー
テキスタイル基材用の前処理は、非イオン性コロイド安定化剤によって水性媒体中に分散されたポリマーを含む。アニオン性安定化は多価金属および酸成分によって非常に損なわれる可能性があるので、非イオン性安定化について示す。これらのポリマー分散体は、エマルジョンおよび／または分散体とすることができ、多価金属および／または酸成分の存在下で凝固することがない分散されたポリマーの十分な非イオン性安定化が存在する限り、いくつかのイオン性安定化剤（アニオン性またはカチオン性など）を含むことができる。非イオン性ラテックスポリマーを含む、前処理されたテキスタイルは、未処理のテキスタイルに比べて高い色密度および彩度を、未処理のテキスタイルに比べて優れた印刷品質を、さらに未処理のテキスタイルに比べてウィッキングまたは滲みの低減を、さらに画像とテキスタイルとの間に高い接着性をもたらすことが見出された。前処理は、望ましくはより高い耐洗浄印刷画像を提供する。
【００１６】
前処理のポリマーは、ウレタンポリマーなどの様々な合成ポリマーまたはポリマーブレンド；酢酸ビニル、エチレン、アクリレート、アクリルアミド、スチレンと、前記モノマーおよび／またはポリマーのブレンドからのポリマーとすることができる。１種または複数の非イオン性安定化ポリマーが、前処理溶液に使用されてもよい。一実施形態において、ポリマー結合剤が、処理された布地をより固くしないように、および画像の領域内の布地の柔軟性を低減させないように、ポリマー（複数可）のＴｇ（ガラス転移温度）は、２０℃未満、より望ましくは１０℃未満、好ましくは０℃未満が望ましい。
【００１７】
コロイド状に安定化された非イオン性の前処理ポリマーは、多価金属および凝固酸に対してコロイド状に安定でなければならない。非イオン性ポリマー分散体もしくはラテックスはゲル化し、または多価金属溶液の存在下でコロイド状に安定でない場合、前処理結合剤として使用することができない。非イオン性ポリマーがコロイド状に安定な分散体またはラテックスを多価カチオン塩溶液の存在下で形成するか否かに関するスクリーニング試験は、１０重量％のポリマー（乾燥ベースで）および１５重量％の硝酸カルシウムまたは塩化カルシウム四水和物を混合し、分散体が安定か否かを観察することである。安定性は、周囲温度（２５℃）で、１０分および２４時間後に観察される。ポリマー分散体またはラテックスの非イオン性成分は、多価金属および凝固酸と共に安定な非イオン性分散体またはラテックスをもたらさなければならない。この文脈において、安定は、分散体のポリマーの少なくとも９５重量％が、上述の多価金属にさらされた後も分散した状態に留まることを意味する。
【００１８】
ポリマーの非イオン性成分は、ポリマー分散体への非イオン性反応体の組込みから生じることができる。非イオン性成分の例には、エチレンオキシド誘導体、アクリルアミド、メチロールアクリルアミド、ヒドロキシエチル置換モノマー、ビニルピロリドン、エチレンイミンなどが含まれる。ポリマー分散体への非イオン性成分の組込みは、ポリマー分散体を調製する重合ステップの前、最中、および／または後に行うことができる。エチレンオキシド非イオン性成分の場合、置換は、非イオン性安定性を与えるように、グリコールに十分な（−ＣＨ２−ＣＨ２Ｏ−）ｎ単位を組み込む形をとることができる。例えばポリウレタンは、非イオン性ポリウレタンに組み込まれたアルキルポリエチレングリコールを有していてもよい。非イオン性成分は、その性質が上述の安定性試験を満足させる限り、非イオン性ポリマー分散体の主成分とすることができる。
【００１９】
非イオン性ラテックスポリマーは、ポリマーに組み込まれたイオン性成分を有していてもよい。例として、ポリウレタンの場合、酸などのイオン性成分をポリウレタン反応に使用してもよく、酸の具体例は、ジメチロールプロピオン酸である。アクリルアミドおよびヒドロキシエチル置換非イオン性ポリマー分散体の場合、イオン供給源は、（メタ）アクリル酸、リン含有開始剤断片、および従来のアニオン性界面活性剤から得ることができる。非イオン性成分は、多価カチオン性種と錯体を形成し、および非イオン性ラテックスポリマー／多価カチオン性溶液の不安定性をもたらす錯体を形成する可能性があるので、非イオン性ラテックスポリマー中のイオン性成分の量には制限がある。非イオン性およびイオン性の成分のバランスは、上述のように安定な溶液をもたらさなければならない。
【００２０】
例として、ポリウレタン非イオン性ラテックスポリマーの場合、非イオン性含量は、ポリウレタンのグラムごとに組み込まれたエチレンオキシド単位が少なくとも約１５ミリ当量でなければならず、またはポリウレタンの場合には、好ましくは少なくとも約２５ミリ当量／グラムであり、このミリ当量／グラムの計算は乾燥ポリマー重量に基づくものである。ポリウレタン非イオン性ポリマー分散体において、イオン性成分は約１０ミリ当量／グラム未満とすることができる。
【００２１】
溶液は、テキスタイルおよびその表面繊維に非イオン性安定化ポリマー分散体を適切に注入し、および／またはコーティングすることができるよう、十分な非イオン性ポリマー含量とその他の成分とを含むべきである。典型的には、前処理は、ポリマーを少なくとも約０．５または１重量％、およびポリマーを最大で３０重量％含み、量は、特に非イオン性安定化ポリマー分散体の溶液／エマルジョン安定性に至るまで使用することができる。好ましくは、前処理は、約１または２重量％〜約２０重量％、より好ましくは約１、３、または４〜約１０または１５重量％のポリマー（複数可）を含む。
【００２２】
２価または多価金属による前処理で使用される分散体として、非イオン的に安定化されたウレタンポリマー分散体は、米国特許出願公開第２０１０／００９１０５２号に教示され例示されている。非イオン的にコロイド状に安定化されたアクリレートポリマーは、Ｔｈｅ  Ｌｕｂｒｉｚｏｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＰｒｉｎｔＲｉｔｅ（登録商標）ＤＰ７６０を含み、本実施例で例示されている。分散体として入手可能なその他の商用のアクリレートポリマーも、先に開示されたように非イオン的にコロイド状に安定化され、および２価金属イオンでの処理後に分散したままにすることができる限り、前処理でも使用することができる。ウレタンとアクリレートポリマーとの混成体も、前処理において分散体として非イオン的に安定化されたポリマーとして実現可能である。
【００２３】
ＰｒｉｎｔＲｉｔｅ（登録商標）ＤＰ７６０ラテックスのいくつかのその他の性質は、画像を印刷する前のテキスタイルの前処理において、有益であると述べる価値がある。ＰｒｉｎｔＲｉｔｅ（登録商標）ＤＰ７６０ラテックスは、メチロール−アクリルアミドであってもよい熱反応性アクリルラテックス（熱にさらされたときにいくらかの架橋をもたらす反応体を有することを意味する）である。前処理で熱反応性ポリマーを使用することにより、基材に付与された後のポリマー結合剤の膨潤および軟化を低減させることが可能になる。ＰｒｉｎｔＲｉｔｅ（登録商標）ＤＰ７６０ラテックスは、本明細書で必要とされるような金属塩の添加に対して良好なコロイド状安定性を有する。ＰｒｉｎｔＲｉｔｅ（登録商標）ＤＰ７６０ラテックスは、アクリレートラテックスの場合により大きい粒度（直径約２００〜４００ｎｍ）を有する。この産業においては、粒径サイズと、表面活性剤によって安定化された（非イオン性安定化など）表面積の量との間に逆相関があることが公知である。粒径が増大するにつれ、ポリマーのグラム当たりの表面積は減少し、ポリマーのグラム当たりの表面活性剤の量が減少する。ＰｒｉｎｔＲｉｔｅ（登録商標）ＤＰ７６０ラテックスは、１１００ｐｓｉ（約７．６Ｎ／ｍｍ２）の極限引張り強さ、約７００〜１０００％の破断点伸び、固形分５０重量％、ｐＨ３．８、−１０から−１５℃のＴｇ、水および多くの溶媒に対する耐性を有する。水およびその他の溶媒に対する耐性は、ポリマーの被膜を形成し、次いでポリマー被膜を、試験される水またはその他の溶媒に浸漬することによって、測定することができる。
【００２４】
被膜に形成されるときに、前処理の結合剤として使用されるポリマーは、少なくとも１００または２００％〜約１１００％の破断点伸び、５〜２０Ｎ／ｍｍ２（７２５〜７２５０  ｌｂ／ｉｎ２）の極限引張り強さ、および１００％未満の２４時間にわたる２５℃の浸漬での水中膨潤を有することが望ましい。これらの物理的性質は、ポリマーが、いくらか軟質（良好な伸び）であり、いくらかの引張り強さを有し、および水中で膨潤し過ぎないことを示す性質を有する可能性があることを、意味する。これらの性質により、インク画像を布地の繊維に結合する強靭で耐水性ある層間を形成することが可能になる。
【００２５】
多価金属カチオン
本発明の前処理は、１つまたは複数の多価金属カチオンを含む。特定の状況に必要な有効量は変更することができ、本明細書に提示されるいくらかの調整が一般に必要になる。「多価」は、２またはそれ超の酸化状態を示し、元素「Ｚ」の場合、典型的にはＺ２＋、Ｚ３＋、およびＺ４＋などと記述される。簡潔にするために、多価カチオンを、本明細書ではＺｘと呼んでもよい。多価カチオンは、水性前処理溶液に実質的に可溶であり、好ましくは実質的にイオン化した状態で存在し（溶液中に）、その結果、多価カチオンは、遊離した形態をとるようになり、およびテキスタイルが前処理溶液にさらされた場合にテキスタイルと相互作用するように利用可能になる。
【００２６】
Ｚｘには、一般的なまたは標準的な形態の周期表の第２〜１２列の下記の元素、即ち、第２列がアルカリ土類金属を表し、第３〜１２列が、ｄ軌道が満たされている元素を表し、第１２〜１８列は、ｐ軌道がほぼ満たされている元素を表し、ランタニドおよびアクチニド（８７〜１１８）元素は、下の別の列にある元素の、多価カチオンが含まれるが、これらに限定するものではない。別の実施形態において、多価カチオンは、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｚｎ、およびＧａの少なくとも１つを含む。好ましくは、多価カチオンはＣａ２＋である。
【００２７】
Ｚｘは、塩の形態で添加することによってまたはアルカリの形態で添加することによって前処理溶液に組み込むことができ、前処理溶液のｐＨを調整する際に塩基として使用することができる。
【００２８】
一実施形態において、前処理金属は、水溶性多価金属塩である。この開示の目的で、水溶性は、少なくとも１０ｇ／ｌの、より望ましくは少なくとも２５ｇ／ｌの、好ましくは少なくとも５０ｇ／ｌの、２５℃の水中での金属カチオン（塩ではない）の溶解性を有すると定義される。一部の金属塩は、変色し得る着色種の可能性があり、それらは明るい色の衣服の前処理にそれほど好ましくはない。塩化鉄は、僅かに着色した１種の金属塩である。前処理において、金属塩は、カルシウム、マグネシウム、亜鉛、およびジルコニウムの水溶性塩から選択されることが好ましい。好ましい対イオン（ニトレート、スルフェート、アセテート、および塩化物を含む水溶性塩を提供することを前提とする）。上記列挙された金属カチオンに関する好ましい酸化状態は、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、およびＺｎ２＋である。多価金属の好ましい量（金属イオンのみであり塩ではない重量として測定される）は、望ましくは前処理溶液の約０．１または０．２〜約１５重量％であり、より望ましくは約０．１または０．２〜約８重量％であり、好ましくは前処理溶液の約０．５〜約５重量％である。水溶性多価金属は、引き続き付与されるインク分散体をコロイド状に不安定化させることによって、前処理への引き続き付与されるインクの付与において、色強度を促進するのを助ける。
【００２９】
関連あるアニオン性対イオンは、任意の一般的なアニオン性材料、特にハロゲン化物、ニトレート、およびスルフェートから選択することができる。アニオン形態は、多価カチオンが水性前処理溶液に可溶になるように選択される。多価カチオン性塩は、それらの水和形態で使用することができる。１種または複数の多価カチオン性塩は、前処理溶液で使用されてもよい。
【００３０】
カルシウムは、好ましい多価金属イオンである。Ｃａの場合、好ましい多価カチオン塩は、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、硝酸カルシウム水和物、およびこれらの混合物である。
【００３１】
凝固酸
コーティング組成物は、無機酸、例えば塩酸、リン酸、ならびにブレンステッド酸およびルイス酸、例えばＡｌＣｌ３およびＦｅＣｌ３と、有機酸、例えばモノもしくはポリカルボン酸、またはこれらの組合せから選択された、水溶性（望ましくは、２５℃で１０ｇ／ｌまたはそれ超、より望ましくは２５ｇ／ｌまたはそれ超、好ましくは５０または１００ｇ／ｌまたはそれ超の濃度で水溶性）の酸成分も含む。これらの水溶性の酸は、それらの機能が、前処理を覆って付与される、引き続き付与されるアニオン性コロイド状安定化インクの凝固および／または凝集を助けることであるので、凝固および／または凝集酸と呼ぶ。酸の凝固および／または凝集作用は僅かに異なり、インク中のアニオン性安定化結合剤および顔料に対する多価金属イオンの凝固作用を補う。凝固酸は、有機の場合、１つまたは複数のカルボン酸基を有することができる。この酸は一般に、１〜２０個の炭素原子、および１〜４個の酸基、より好ましくは１〜１０個の炭素原子を有する。好ましい有機凝固酸には、ギ酸、酢酸、クエン酸、酒石酸、イタコン酸、およびシュウ酸が含まれる。好ましい無機酸には、ＡｌＣｌ３、水性媒体中ＡｌＣｌ３誘導体、リン酸、および水性媒体中リン酸誘導体が含まれる。理論に拘泥するものではないが、ＡｌＣｌ３は、水を添加したときにＨＣｌを発生させ、および様々な水酸化アルミニウムを形成する。凝固酸は、典型的には前処理溶液の重量に対して約０．１〜１０重量％、より望ましくは約０．１または０．２〜約８重量％、好ましくは約０．１または０．２〜約５重量％の量で存在する。望ましくは、酸成分は、前処理溶液のｐＨを１．５〜５．０または６．０に、より望ましくは約２．０〜４．０または５．０に、好ましくは約３．０〜４．０に調整するのに十分な量でも使用される。一般に、より低いｐＨ値はより良好なインク凝固（ホールドアウト）をもたらすが、一部のテキスタイル基材（特に、木綿繊維を持つもの）は、より低いｐＨ値での前処理によって弱くなる。
【００３２】
前処理溶液中のその他の任意選択の成分には、保湿剤、表面張力調節剤、および殺生物剤が含まれ得るが、これらに限定するものではない。保湿剤は、被膜形成の最終段階中、溶液からの水の蒸発を遅くする親水性化合物である。殺生物剤は、微生物分解を防止し−それらの選択および使用は一般に当技術分野で周知である。適切な保湿剤は、着色インクジェットインクで使用するのに適したものと同じである。
【００３３】
前処理溶液の残分は一般に水であり、任意選択で、前処理の重量に対して最大５重量％の、均等で完全な前処理分布をもたらす繊維の濡れを促進させるメタノール、エタノール、またはプロパノール（イソプロパノールなど）などの低分子量アルコールである。一実施形態において、前処理溶液は、非イオン性安定化ポリマー分散体、多価水溶性金属カチオン、任意選択の界面活性剤、凝固酸、ポリマー用の任意選択の架橋剤、および任意選択の最大５重量％のアルコールから本質的になることができる。
【００３４】
ポリウレタンおよびポリウレタン分散体（ＰＵＤ）
ポリウレタンは、ウレタン基（ウレタン結合）がどのように作製されたかとは無関係に、ウレタン基、即ち−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−を含有するオリゴマー（例えば、プレポリマー）を含むポリマーを記述するのに使用される用語である。周知のように、これらのポリウレタンは、ウレタン基に加えて、尿素、アロファネート、ビウレット、カルボジイミド、オキサゾリジニル、イソシナウレート、ウレトジオン、エステル、エーテル、カーボネート、炭化水素、フルオロカーボン、アルコール、メルカプタン、アミン、ヒドラジド、シロキサン、シラン、ケトン、オレフィンなどの追加の基を含有することができる。
【００３５】
水性は、かなりの量の水を含有する組成物を記述する。好ましくは、水性は、水およびその他の溶媒に対して少なくとも２０重量％の水を意味し、より好ましい実施形態において少なくとも５０重量％の水である。有機溶媒などのその他の成分も同様に含有していてもよい。したがって、水性ポリウレタン分散体と言う場合、好ましい実施形態において、ポリウレタンが、少なくとも２０重量％の水であり、およびアルコールやその他の極性有機溶媒などの適合性ある有機材料を含有することのできる、液体媒体中に分散されることを意味する。
【００３６】
本発明のポリウレタンは、少なくとも１種のポリイソシアネートおよび少なくとも１種のＮＣＯ−反応性化合物（「活性水素含有」化合物としても公知）から形成される。適切なポリイソシアネートは、分子当たり平均で約２個またはそれ超のイソシアネート基を有し、好ましくは平均で約２〜約４個のイソシアネート基を有し、単独でまたは２種もしくはそれ超の混合物として使用される脂肪族、脂環式、芳香脂肪族（ａｒａｌｉｐｈａｔｉｃ）、芳香族、および複素環式ポリイソシアネート、ならびにそれらのオリゴマー化の生成物を含む。ジイソシアネートがより好ましい。
【００３７】
ウレタンの一部としての活性水素含有化合物
「活性水素含有」という用語は、活性水素の供給源であり、および下記の反応：
−ＮＣＯ＋Ｈ−Ｘ→−ＮＨ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｘ
を介してイソシアネート基と反応することができる化合物を指す。そのような化合物は、典型的には、分子量が、水の１８ｇ／ｍｏｌおよびアンモニアの１７ｇ／ｍｏｌからポリオールの約１０，０００ｇ／ｍｏｌに広範に及ぶ。それらは通例、それらの分子量に応じて２つの下位クラス：数平均分子量が約５００〜１０，０００ｇ／ｍｏｌのポリオールと、分子量が１８〜５００ｇ／ｍｏｌの鎖延長剤とに分割される。この尺度の両極端は、物理的な現実性を表しており：高分子量ポリオールは軟質セグメントに寄与し、短鎖延長剤はポリウレタンの硬質セグメントに寄与するが；分割基準の正しい位置は、いくらか任意であり、状況に応じて移動させることができる。両方のクラスについて、より詳細に以下に検討する。
【００３８】
本発明の文脈における「ポリオール」という用語は、典型的には長鎖ポリオールと呼ばれる任意の高分子量生成物（Ｍｎ＞５００ｇ／ｍｏｌ）を意味し、これはイソシアネートと反応することができる活性水素を有し、および分子当たり平均で約２個またはそれ超のヒドロキシルまたはその他のＮＣＯ−反応性基を有する材料を含むものである。そのような長鎖ポリオールには、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、およびポリカプロラクトンポリオールが含まれる。その他の例には、ポリアミド、ポリエステルアミド、ポリアセタール、ポリチオエーテル、ポリシロキサン、エトキシ化ポリシロキサンなどが含まれる。
【００３９】
脂肪族、脂環式、または芳香族ジオール、アミン、またはメルカプタンなどの分子量が１８〜５００ｇ／ｍｏｌの鎖延長剤を、プレポリマーの形成中およびプロセスの分散ステップ中に使用することができる。
【００４０】
ポリウレタン用の水分散性増強化合物
ポリウレタンは、一般に疎水性であり、水分散性ではない。したがって、少なくとも１つの親水性、イオン性、または潜在的にイオン性の基を有する少なくとも１種の水分散性増強化合物（即ち、モノマー）は、水中でのポリマー／プレポリマーの分散が支援されるように、本発明のポリウレタンポリマーおよびプレポリマーに含まれる。
【００４１】
これらの分散性増強化合物は、非イオン性、アニオン性、カチオン性、もしくは双性イオンの性質、またはこれらの組合せのものであってもよい。特に目的の水分散性増強化合物は、非イオン性親水性モノマーである。一部の例は、アルキレンオキシドポリマーおよびコポリマーを含み、このアルキレンオキシド基は、例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，８９７，２８１号に示されるように、２〜１０個、好ましくは２〜３または４個の炭素原子を有する。
【００４２】
ウレタン作製反応の文脈において任意の有意な程度まで非反応性である溶媒を、本発明で使用してもよいが、それらは揮発性有機成分（ＶＯＣ）を導入するので好ましくない。
【００４３】
任意選択の反応性架橋部分
コーティング組成物は、ブロック型イソシアネートおよび／または１，３−ジケトン官能基などの、潜在的反応性架橋成分を含んでいてもよい。反応性架橋部分は、１，３−ジカルボニル化合物（１，３−ジケトン官能基を含有する分子とも呼ばれる）、例えばマロン酸のエステル、およびブタノンオキシムなどのケトキシムを含む。ポリウレタン被膜は、通常、ポリウレタンが基材に付与され加工される温度で容易に被膜を形成する分散体として、付与される。被膜形成後、被膜に対して障壁特性、高い引張り強さ、または耐久性を与えるように、架橋し、またはポリウレタンの分子量を構築することが場合によっては望ましい。反応性架橋部分は、様々な基材（複数可）に対するウレタンプレポリマーの結合を促進させまたは容易にする。本開示では、前処理被膜においてだけではなく、前処理に付与される任意のインクジェットインクまたは被膜においても、高い耐摩耗性および洗浄堅牢性を提供することが望ましい。本発明者らは反応性架橋成分という用語を使用するが、反応性架橋成分は、基材の表面と反応することができ（基材に結合強度を与え）、および前処理のポリマーまたはポリウレタン内でも反応できると理解される。前処理被膜内での架橋は、より耐久性ある前処理被膜を提供する。基材との結合は、より耐久性ある複合画像構造を提供する。
【００４４】
前処理のポリマー結合剤用の可塑剤を使用することができる。様々なポリマー結合剤用の可塑剤は公知であり、文献に公表されている。
【００４５】
凝固剤は、ポリマー結合剤中で使用することができる。溶媒、凝固剤、保湿剤、および可塑剤には、いくらか重複がある。凝固剤は、水よりもゆっくり蒸発し、ポリマーと共に長期間にわたって残存して被膜形成を容易にする傾向があり；しかし結局、最終的には凝固剤も最終生成物から外に移行する。
【００４６】
凝固剤の例には、エチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル（ＥＥＨ）、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル（ＤＰｎＢ）、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート（ＥＢＡ）、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（ＤＢ）、エチレングリコールモノブチルエーテル（ＥＢ）、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル（ＤＰＭ）、ジエチレングリコールモノメチルエーテル（ＤＭ）が含まれる。
【００４７】
種々の添加剤
前処理は、追加の性能の特徴を提供するために、または独特の基材もしくは独特のインク要件に順応するために、様々な添加剤を含有していてもよい。そのような添加剤には、界面活性剤、安定化剤、消泡剤、抗菌剤、抗酸化剤、およびレオロジー調節剤などと、これらの混合物が含まれる。そのような添加剤の使用は、当業者に周知である。
【００４８】
補助添加剤
本発明の文脈に好ましい添加剤の特定の下位クラスは、前処理の性能を高める補助添加剤である。これらには、顔料、媒染剤、カチオン性および非イオン性界面活性剤、固定剤、ならびに水溶性ポリマーが含まれる。
【００４９】
印刷の用途（インクジェット印刷など）では、インク吸収性、染料固定性、染料発色能力、耐ブロッキング性、および耐水性が改善されたインク受容層を得るために、１種または複数の無機または有機顔料および／または樹脂粒子を組み込むことができる。そのような顔料には、鉱質または多孔質顔料：カオリン、層剥離カオリン、水酸化アルミニウム、シリカ、珪藻土、炭酸カルシウム、タルク、酸化チタン、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、アルミナ、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、コロイド状シリカ、ゼオライト、ベントナイト、セリサイト、およびリトポンが含まれる。上記顔料は、テキスタイルまたは衣服の前処理領域と非前処理領域との間で色の変化を引き起こす可能性があるので、実施例における前処理において顔料を有するものはない。
【００５０】
さらに、様々なその他の添加剤の１種または複数を、前処理に組み込むこともできる。これらの添加剤には、増粘剤、離型剤、浸透剤、湿潤剤、熱ゲル化剤、サイズ剤、消泡剤、脱泡剤、および発泡剤が含まれる。その他の添加剤には、着色剤、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、失活剤（ｑｕｅｎｃｈｅｒ）、防腐剤、帯電防止剤、架橋剤、分散剤、潤滑剤、可塑剤、ｐＨ調整剤、流動平滑剤（ｆｌｏｗ  ａｎｄ  ｌｅｖｅｌｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）、沈降促進剤、および防水剤が含まれる。
【００５１】
前処理において、１つの特に好ましい成分は、表面活性剤である。これは典型的には、非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、またはカチオン性界面活性剤である。界面活性剤（Ｂｙｋ  Ｃｈｅｍｉｅ製のＢｙｋ（商標）３４７など）は、前処理が布地上を拡がるような範囲内に前処理の表面張力があることを確実にするために、前処理溶液の重量に対して約０〜約０．１重量％の濃度で、前処理で使用することができる。
【００５２】
１価または多価アルコールは、起泡制御と前処理の表面張力のさらなる低減とを含めた、様々な効果を目的とした前処理で使用することができる。この目的に好ましい１価または多価アルコールには、分子量が約３２〜約１００または２００ｇ／ｍｏｌであるものが含まれる。エタノールおよびイソプロパノールが好ましい。これらは典型的には、前処理溶液の重量に対して約０、０．１、または０．５〜約５重量％の濃度で使用される。
【００５３】
他のポリマーとのブレンド
本発明のポリマー結合剤分散体は、当業者に周知の方法によって、適合性あるポリマーおよびポリマー分散体と組み合わせることができる。これらには、ウレタンポリマーと、エチレン系不飽和モノマーおよびその他のフリーラジカル重合性モノマーであって従来のフリーラジカル供給源によって重合することができるモノマーから誘導されたアクリレート型ポリマーとの混成ポリマーが含まれる。ビニルポリマーは、不飽和モノマーの実質的な部分から誘導されたポリマーまたはそれらのモノマーから誘導されたポリマーの総称である。アクリルポリマー（しばしば、ビニルの下位集合と見なされる）は、アクリル酸、アクリレート（アクリル酸のエステルである）、ならびにアルカクリレート（ａｌｋａｃｒｙｌａｔｅ）、例えばメタクリレートおよびエタクリレートなどの反復単位から誘導されたポリマー、ならびにそれらからのポリマーを指す。追加のフリーラジカル重合性材料（不飽和モノマー）が、ビニルモノマーまたはアクリルモノマーに添加されて、共重合してもよい。モノマーのほとんど（例えば、全フリーラジカル重合性モノマーの＞５０重量％、より望ましくは＞７５重量％、好ましくは＞８５重量％）は、ビニル、またはより狭い実施形態においてアクリルモノマーであることが予測される。
【００５４】
混成ポリマーの一実施形態において、ポリウレタン粒子内の重合は、ポリウレタン複合体の水性分散体を形成し、次いでこれらの分散体の存在下、乳化または懸濁重合によって追加のモノマーを重合することにより行うことができる。混成ポリマーを作製する方法は、ポリウレタンプレポリマー中にエチレン系不飽和モノマーを含むこと（プレポリマーを形成する反応体と共に、および／またはウレタンプレポリマーが分散される前の任意の時点のいずれか）、ならびにこれらの不飽和モノマーを、プレポリマーが水性媒体中に分散される前、最中、および／または後に重合させることである。
【００５５】
一実施形態において、本発明の前処理溶液は、典型的には、前処理の重量に対して少なくとも約４、５、または６重量％の全固形分（即ち、１０５℃で１時間の炉内乾燥後の残留物）を有する。固形分の含量と結合剤の負荷量は、高成分負荷量を望むことと、多価金属イオンおよび酸成分の存在下で良好なコロイド状安定性を求めることの妥協案である。一実施形態において、前処理溶液は、２５、２０、１５重量％未満の全固形分（１００℃で一定の重量になるまで、１グラムの試料を乾燥することによって測定された場合）を有する。一実施形態において、前処理溶液のポリマー／結合剤部分は、望ましくは溶液の少なくとも１、２、３、または４重量％である。一実施形態において、結合剤部分は、前処理溶液の２５、２０、または１５重量％未満である。一実施形態において、結合剤として使用される非イオン性ポリマー分散体のポリマーは、前処理の１１〜１５重量％の間である。
【００５６】
用途
本発明の組成物およびその配合物は、デジタル画像印刷を向上させるためのテキスタイルまたは衣服の前処理として有用である。テキスタイルの繊維に加え、繊維は、特殊繊維であり得る。コーティングとしてテキスタイルまたは布地上の前処理に言及する場合、前処理は、部分および／または完全コーティングを繊維または基材上に形成し、必ずしも不浸透性被膜（滑らかな金属、プラスチック、または木材をコーティングする場合、液体の不浸透性の高い被膜が生じる）を形成する必要はないことを意味する。前処理は、しばしばスプレーまたはパディングによって付与される。前処理がパディングによって付与される場合、各繊維または繊維の群を完全に取り囲むようになる。前処理は、スプレーによって付与された場合、各繊維および全ての繊維を完全に覆わなくてもよい（特に、テキスタイルもしくは布の深くにある繊維、または繊維が互いに交差する状況で）。一般に、テキスタイルおよび布に関し、前処理後の基材は、未処理の基材のように水または空気に対して多孔性であることが望まれる。
【００５７】
布地または衣服の前処理のほとんどの商業的な使用において、前処理は、ＤＴＧ（ｄｉｒｅｃｔ  ｔｏ  ｇａｒｍｅｎｔ）前処理機（ＤＴＧ  Ｐｒｅｔｒｅａｔ−Ｒ  Ｇｅｎ．ＩＩ、例えば、Ｃｏｌｍａｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｔａｍｐａ、ＦＬによって販売されるもの）を用いてＴシャツに付与される。このタイプの商業的前処理設備では、前処理溶液は、Ｔシャツの幅を覆うノズルのアレイを通して付与される。Ｔシャツの布地は一般に、ステージ上に取り付けられる。ステージは、ノズルアレイを経て移動することにより、布地を前処理にさらす。
【００５８】
この開示の前処理に好ましい基材は、標識、装飾、広告などを目的にいくつかの画像が望まれる（好ましくはデジタル式に付与された）衣服またはテキスタイルである。好ましい基材はシャツであり、Ｔシャツおよびスポーツシャツが適切な使用である。一実施形態において、織られたまたは織られていない基材は、布地または基材の重量に対して少なくとも２５、５０、または８０重量％の木綿である。別の実施形態において、織られたまたは織られていない基材は、布地または基材の重量に対して望ましくは少なくとも２５、５０、または８０重量％のポリエステルを有する。一実施形態において、基材は、ロールツーロールテキスタイルとすることができ、一実施形態において、明色または白色のロールツーロールテキスタイルである。一部の用途では、基材は、繊維ガラスおよび／または紙とすることができる。
【実施例】
【００５９】
これらの実施例では、下記の試薬を使用した：
ＢＹＫ（登録商標）−３４７  −  Ｂｙｋ  Ｃｈｅｍｉｅ、欧州から入手可能な界面活性剤
ＤｅｅＦｏ（登録商標）９７−３  −  Ｕｌｔｒａ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ製の消泡剤
ＩＰＡ  −  イソプロピルアルコール
【００６０】
前処理組成物に関する配合表
前処理を作製するための手順
非イオン性ポリマーを、配合前に、概ね５〜１０重量％の間の固形分になるよう希釈した。いくつかのその他の成分も、以下に記載される場合には希釈した。希釈する場合、希釈剤は、他に指示がない限り水であった。典型的には、酸成分を、希釈された非イオン性ポリマーに直接添加した。次いで金属塩を、混合物に直接添加する。希釈ＩＰＡ（拡がりを促進させるために使用される水中５０％）を、望む場合には添加した。希釈Ｂｙｋ−３４７（水中１０％活性）を添加した。ほとんどの前処理に関するほぼ全ての固形分は１３〜２１％であり、ほとんどの前処理に関する全バッチサイズは約４００＋／−１０ｇであった。
【表１】
2017517640.tif 000002
【００６１】
前処理を付与するためのスプレー方法
前処理は、Ｗａｇｎｅｒ塗料吹付け機（またはＤＴＧ  Ｐｒｅｔｒｅａｔ  Ｒ  Ｇｅｎ．ＩＩ）によって、表２に定められた量まで布地の小片に付与した。次いで布地の試料を、衣服プレス機（Ｉｎｓｔａ（商標）モデル＃７１５  Ｃｅｒｒｉｔｏｓ、ＣＡ）で乾燥し加熱した。圧力の値が乾燥ステップに関して入手可能な場合、所望の圧力は４０ポンド／ｉｎ２（ゲージ）である。前処理（本発明と対照の両方）は、１０７℃で１分間加熱して、前処理を確実に乾燥させた。本発明の前処理をベースにした画像に関するインク画像（前処理の最上部）を、前処理上にインク画像を印刷した後に１０７℃で３分間加熱した。対照の前処理をベースにした画像に関するインク画像（前処理の最上部）は、対照前処理上にインク画像を印刷した後に１６０℃で３分間加熱した。前処理の加熱は、前処理が乾燥される限り任意選択である。典型的には白色インクを、着色画像が付与されることになるＴシャツの領域にのみデジタル式に付与させる。一部のプリンターは、黒色または暗色画像が付与されることになる場所に、白色インクのより薄い層を付与させる。ほとんどのプリンターは、明色インクが付与されようとする場所に、より重い白色インク層をデジタル式に付与させる。典型的には、白色インクは全画像領域上に付与され、数秒間空気乾燥され、次いで着色インクが別のステップにおいて白色インク上にデジタル式に付与される。白色インクとその後に続く着色インクとの間の加熱は、通常、行われない。最終的な印刷画像の加熱は、基材に対する画像粒子の融着が向上するので望ましい。ゲージ圧は、海面での大気圧から１５ｐｓｉ高い圧力を意味する。
【００６２】
前処理含浸量パーセンテージは、一定温度／一定湿度（２１℃（７０°Ｆ）、相対湿度５０％）の室内で一晩、布地をコンディショニングすることによって、前処理を付与する前および後に布地を計量することにより決定した。
【表２】
2017517640.tif 000003
【００６３】
顔料インクの付与
ＤＴＧ白色インク（Ｇｅｎｕｉｎｅ  ＤＴＧデジタルインク：Ｂｒｉｇｈｔ  Ｖ０２  Ｗｈｉｔｅ）を、第１のステップとしてＤＴＧ機械印刷を使用して、黒く染色されたＴシャツのポリエステルの布地に、対照の前処理を覆ってデジタル式に付与させた。白色デジタルインクが乾燥した後、ＤＴＧプリンター（ＤＴＧ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｐｅｒ、Ｃｏｌｍａｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ製）を使用してＤＴＧ着色インクを印刷した。開示の対照で使用した白色および着色インクは（手作業で付与されてもデジタル式に付与されても）、ＤｕＰｏｎｔ（そのＡｒｔｉｓｔｒｉ（商標）という商標名で）、Ｍ＆Ｒ  Ｃｏｍｐａｎｉｅｓ（Ｇｌｅｎ  Ｅｌｌｙｎ、Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）などの会社から、およびＢｅｌＱｕｅｔｔｅ，Ｉｎｃ．（Ｃｌｅａｒｗａｔｅｒ、Ｆｌｏｒｉｄａ）、Ａｔｌａｓ  Ｓｃｒｅｅｎ  Ｓｕｐｐｌｙ  Ｃｏ．（Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）、およびＧａｒｍｅｎｔ  Ｐｒｉｎｔｅｒ  Ｉｎｋ（Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）などの販売業者から、インターネット上で購入することができる。
【００６４】
本発明の前処理画像では、白色および着色インクを現場で配合した。対照の前処理で使用するのに販売人により推奨される白色および着色インクは、洗浄前に約１６０℃で約３分間硬化させない限り、洗浄後に良好な保色性を提供しないことが公知である。１６０℃での硬化は、洗浄中に改善された保色性を提供するが、暗色ポリエステル布地からの暗色染料が印刷画像に移行して、色強度を低減させると考えられた。本発明の前処理で使用される白色および着色インクは、表３で述べるように、ウレタン結合剤、アニオン分散顔料、グリコールまたは環式アミド保湿剤、界面活性剤、殺生物剤、および水を含んでいた。
【００６５】
水中のポリマー分散体の形態をとる実験用のインク中の結合剤は、洗浄中、前処理した基材にしっかりと顔料を接着するのに使用する。Ｌｕｂｒｉｊｅｔ（商標）Ｔ１４０は、下記のデータを発生させるのに使用した実験用結合剤に性質が類似している、Ｔｈｅ  Ｌｕｂｒｉｚｏｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている結合剤である。望ましい結合剤には、例えば酢酸ビニル、アクリル、スチレンアクリル、ポリエステル、およびポリウレタン結合剤など、テキスタイル印刷の技術分野で使用されたものが含まれる。ポリマー結合剤は、得られる印刷画像が、布地の一般的な使用で遭遇する物理的な摩損および延伸に持ちこたえることができるように、可撓性および靭性があることが好ましい。インク結合剤は、約１００％よりも大きい、より好ましくは４００％よりも大きい、最小被膜破断点伸びを有することが望ましい。有用な結合剤は、好ましくは、約２０Ｎ／ｍｍ２よりも大きい引張り強さを有する。インク結合剤が、インク組成物中の分散形態にある場合、結合剤粒子の平均サイズは小さく、そして分布は狭いことが望ましい。平均サイズが約１５０または１００ｎｍ未満であり、より好ましくは約５０ｎｍ未満である結合剤粒子が望ましい。顔料インクで使用される結合剤の好ましい種類は、ポリウレタン結合剤である。良好な可撓性、柔軟性、および靭性を有する顔料インク用のポリウレタン結合剤は、脂肪族ポリウレタンＬｕｂｒｉｊｅｔ（商標）Ｔ１４０により例示される。顔料インクは、本発明の布地の前処理と組み合わせて使用されるとき、印刷画像の耐久性および接着性をさらに改善するために、インク結合剤と反応することができる、１０７℃で活性化された外部架橋剤を含むことができることが（染色された暗色ポリエステルと共に使用される場合）さらに企図される。Ｌｕｂｒｉｊｅｔ（商標）Ｔ１４０は、脂肪族ＴＰＵであり、体積平均粒径サイズが＜１５０ｎｍであり；固形分含量が約４０重量％であり；ｐＨが約８であり；ＴＡ  ＤＨＲ−レオメーター、直径４０ｍｍの２コーンスピンドル、５０〜１０００ｒｐｍによる、固形分２重量％および２５℃での粘度が、約１．５２ｃｐｓであり；Ｔｇが−５０℃であり、および最小被膜形成温度が５℃である。Ｌｕｂｒｉｊｅｔ（商標）Ｔ１４０は、イソシアネートまたはアジリジン架橋剤と架橋することができる。
【００６６】
顔料インク組成物の例示的なセットは、シアン（ＰＢ  １５：３）、マゼンタ（ＰＲ１２２）、イエロー（ＰＹ１５５）、およびカーボンブラック顔料（ＮＩＰｅｘ−１８０）を顔料供給源として使用して調製した。顔料分散体は、アニオン荷電性ポリマー分散剤を用いて安定化させ、顔料粒子の平均粒度は、インクジェット印刷の技術分野で公知の５０〜１６０ｎｍの範囲であった。好ましくは、顔料粒子または分散剤上の安定化基は、その性質がアニオン性であるが、一部の非イオン性安定化剤を使用することができる。アニオン性基は、本発明の前処理組成物と強力に相互作用して、処理された布地内でのインク粒子の浸透を制限し、それによって、標的の布地に鮮やかな耐洗浄性の色を発生させる。白色インクも、ポリマー分散体を用いて分散させた二酸化チタン粒子を使用して調製した。デジタル印刷で使用される、その他の典型的な顔料インクのセットは、最小限のシアン、マゼンタ、およびイエローのインクを含み、黒色または白色インクも頻繁に含む。オレンジ、グリーン、ブルー、レッド、およびバイオレットの着色顔料を含むがこれらに限定されるものではない、追加の着色顔料インクをインクのセットで使用することも企図される。シアン着色顔料は、ＣＩ  ＰＢ  １５：３または１５：４などの、銅フタロシアニン顔料によって例示される。マゼンタ顔料は、キナクリドン、例えばＰＲ１２２、ＰＲ２０２、ＰＶ１９、およびキナクリドンの固溶体混合物によって、例示される。イエロー顔料は、例えばＰＹ７４、ＰＹ１１０、ＰＹ８３、ＰＹ１３８、ＰＹ１５５、およびＰＹ１８０を含めた、インクジェット印刷の技術分野で公知のイエロー顔料のいずれかによって例示される。特に有用なイエロー顔料は、高温硬化条件下でのその良好な画像堅牢性および低移行度により、ＰＹ１５５である。黒色顔料は、典型的にはカーボンブラックであり、例えば、２〜３例を挙げただけでも、ＮＩＰｅｘ−１８０、Ｃａｂｏｔ  Ｂｌａｃｋ  Ｐｅａｒｌｓ  ８８０、Ｒａｖｅｎ  ３６００を含めた、ＰＫ−７と示される顔料のいずれかによって例示される。本発明で有用な着色顔料分散体には、ＦｕｊｉＦｉｌｍ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｃｏｌｏｒａｎｔｓ製のＰｒｏ−Ｊｅｔ  ＡＰＤ１０００（商標）シリーズが含まれる。
【００６７】
本発明で有用な顔料インクは、印刷システムの噴射および印刷性能を支援する、１種または複数の保湿剤も含む。保湿剤は、典型的には水溶性有機化合物であり、例えば；多価アルコールおよび環式アミドを含めた材料の、周知の種類の物質のいずれかから選択することができる。使用されることが企図される保湿剤の例には、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリコールエーテル、１，２−アルキルジオール、アルキルジオール、ピロリドン、尿素などが含まれる。
【００６８】
本発明に有用な顔料インクは、印刷ヘッドからの顔料粒子の噴射を支援し、、および前処理された布地と相互作用するための、界面活性剤も含有する。インクジェット印刷の技術分野で周知の界面活性剤のいずれかが、使用されることが企図され得、好ましくはその性質がアニオン性または非イオン性である。顔料インクに有用な界面活性剤には、ポリシロキサン（ＢＹＫ（商標））、アセチレンジオール（Ｓｕｒｆｙｎｏｌ（商標））、エトキシ化アルコール（Ｔｅｒｇｉｔｏｌ（商標））、フッ化界面活性剤（Ｃａｐｓｔｏｎｅ（商標））、およびスルホン化、カルボキシル化、またはホスホン化界面活性剤が含まれるが、これらに限定するものではない。顔料インク中の界面活性剤のレベルは、標的印刷ヘッドを通して良好な噴射特性が得られるように、調整することができる。典型的なインク表面張力は、約２０〜約５０ダイン／ｃｍに及び、より典型的には約２５〜約４０ダイン／ｃｍに及ぶ。顔料インク中の界面活性剤の量は、所望の表面張力範囲が満たされるように調整することができ、前処理された布地へのインクの浸透が制御されるように調整することもできる。この調整は、顔料インクが、印刷されたテキスタイルの表面を突き抜けないように、および布地の裏面まで移動しないように行われる。殺生物剤は、インクの保管中に微生物が増殖しないように、インクジェットインクで使用することができる。水溶液中の微生物増殖を阻害することが公知の殺生物剤は、インク産業において周知である。
【００６９】
イソシアネートおよび／またはアジリジン架橋剤は、ウレタン結合剤と組み合わせて使用することができる。イソシアネートおよびアジリジン架橋剤の量およびタイプは、ウレタン技術分野で周知である。染色された暗色ポリエステル布地で使用される架橋剤が、１０７℃またはそれ未満の硬化活性化温度を有した場合が望ましい。
【表３】
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【００７０】
洗浄試験
ＧＥプロファイル家庭用洗濯トップローディング洗濯機（モデル＃ＷＰＲＥ８１００Ｇ）を、家庭用洗濯洗浄試験に使用した。設定は：高温洗浄および低温濯ぎ、大量負荷量、および通常の重度洗浄であった。布地試料を、５着の標準サイズの白衣と共に洗濯機に入れた。標準洗浄サイクル（５６℃（１３２°Ｆ）で４５分）を使用して、５回の連続完全洗浄サイクルで布地を洗浄した。使用した洗剤は、負荷量当たり推奨された投与量での、Ｔｉｄｅ液体洗剤であった。５回の家庭用洗濯（即ち、濡れた衣服をさらに４回再洗浄した）の後、１回の単一タンブル乾燥サイクル（自動サイクルパーマネントプレスで）を、Ｗｈｉｒｌｐｏｏｌ  Ｃａｂｒｉｏ  ｄｒｙｅｒ、モデル＃  ＷＥＤ５５００ＸＷＯを使用して行った。
【００７１】
白色インクの層、次いで着色インクを印刷した布地を、［００６０］で記述したものと同じ指示に従い硬化した。色の値を、ＣＩＥ  １９７６  Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊色空間スケール比色計（Ｘ−Ｒｉｔｅ  Ｇｒｅｔａｇｍａｃｂｅｔｈ（モデル＃  Ｃｏｌｏｒ  ｉ７）製）を使用して、着色ブロック（ＣＭＹＲＢＯ）上で測定した。次いで布地を、上述のように５回の家庭用洗濯および１回の乾燥サイクルに供し、洗浄後の色の値について再度試験をした。これは、洗浄後の画像の保色性の試験である。
【表４ａ】
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【表４ｂ】
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【００７２】
試料間の唯一の相違は、市場対照が、非イオン性結合剤（エチレン−酢酸ビニルであると考えられる）、ＣａＣｌ２、水、および少量のアルコール、および／または前処理の表面張力を調節するための界面活性剤を使用した、Ｃｏｌｍａｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｔａｍｐａ、ＦＬ製のＤＴＧ前処理を使用したことであった。次いで市場対照には、やはりＣｏｌｍａｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｔａｍｐａ、ＦＬから入手可能なＤＴＧ（ｄｉｒｅｃｔ  ｔｏ  ｇａｒｍｅｎｔ）白色および着色インクをデジタル印刷した。市場対照画像を１６０℃で硬化したが、それはより低い温度であると良好な洗浄安定性を最終画像に与えないからであった。本発明の前処理試料を、市場対照と同じ基材（暗色ポリエステルｔシャツ）上に調製したが、表１の第１の前処理Ａ（ＰｒｉｎｔＲｉｔｅ（登録商標）ＤＰ７６０製のポリマー５ｇをベースにする）を前処理として使用し、デジタル印刷された白色および着色インクを、表３に従い配合した。
【００７３】
図１は、Ｘ−Ｒｉｔｅ  Ｇｒｅｔａｇｍａｃｂｅｔｈ（モデル＃  Ｃｏｌｏｒ  ｉ７）により測定された、ＣＩＥ  １９７６  Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊色空間スケール比色計を使用して、本発明の前処理または商用デジタル前処理で処理した布地に様々な標準色インクをデジタル付与させた後の（色度図）、本発明の前処理と商用市場対照の前処理との間での色の結果の相違を示す。一般に、色度図内の面積が大きくなるほど、色強度は高くなる。ｘおよびｙ座標は、色相および彩度である。それらはＧｒｅｔａｇｍａｃｂｅｔｈ比色計で直接測定することができる。
【００７４】
ある特定の代表的な実施形態および詳細を、本発明を例示する目的で示してきたが、そこには本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更および修正を行うことができることが、当業者に明らかである。
【図１】
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【国際調査報告】
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