一つのインクで全てに対応？ テキスタイルプリントにおける顔料の探求

デジタルテキスタイルプリントは、多様な素材にそれぞれ専用のインクが必要となるため、複雑化が進んでいます。業界では汎用性の高いインクが求められており、中でも顔料インクは有望視されています。従来は天然繊維向けでしたが、近年の技術革新により、用途の拡大、前処理・後処理の削減による工程の簡素化、そして持続可能性の向上が期待されています。ただし、衣類の手触りなどの課題は依然として残っています。

テキスタイルへのデジタルプリントについて議論する際の難しさの一つは、「テキスタイル」という用語があまりにも広範で、複数の全く異なる素材を包含してしまうことです。それぞれのテキスタイルの種類には、その生地の繊維と結合するように配合されたインクが存在します。例えば、ポリエステルには昇華型インクが、シルクには酸性インクが最適なプリント結果をもたらします。

つまり、大量のテキスタイルを印刷する場合、綿、ポリエステル、シルク、ウールなどの主要な生地に対応するソリューションを得るためには、複数のプリンターに投資する必要があるということです。ほとんどのベンダーは、ポリエステルと綿を混ぜたポリコットンなど、多くの混紡素材を含む、より幅広い生地に対応できるようにインクセットを改良することで対応してきました。しかし、どんなテキスタイルにも印刷でき、前処理と後処理の両方が不要になる単一のインクセットという理想は、依然として残っています。そして、ここ5年ほど、まさにそれを実現するテキスタイル顔料インクを開発できるかどうかについて、多くの議論が行われてきました。

捺染顔料インクは、綿などの天然繊維への印刷に長年使用されてきたもので、特に目新しいものではありません。しかし、様々な種類の捺染インクの中で、最も汎用性の高いインクへと進化させやすいと言えるでしょう。実際には、「顔料インク」という用語にはやや誤解を招く表現です。なぜなら、ほとんどのインクは着色剤として顔料粒子を使用しているからです。つまり、インクの種類を区別するのは、他の成分なのです。ほとんどの捺染顔料インクでは、個々の着色粒子が結合剤とともに合成樹脂に封入され、水性キャリア液に懸濁されています。インクを噴射した後、加熱することで水分が蒸発し、樹脂が溶融して顔料が素材の表面に付着します。

最終的な硬化段階の前に、基材に何らかの前処理剤やプライマーを塗布する必要があります。これにより、インク滴が表面にしっかりと固定され、ドットゲインの拡散が抑えられます。初期の繊維用顔料インクの問題点の一つは、消費者が許容できるよりもはるかに速い速度で色褪せが起こりやすく、複数回の洗濯に耐えられないことでした。前処理剤の品質向上により、全体的な洗濯堅牢度が向上し、最終的なグラフィックは何度も洗濯しても色褪せせずに保存できるようになりました。

EFI Reggiani は、この EcoTerra Gold のようなプリンター用のテキスタイル顔料インクを幅広く開発しました。©Nessan Cleary

顔料インクの大きな利点の一つは、洗濯やアイロン掛けといったプリント後の工程が不要になることです。これには多くの利点があります。まず、時間の節約になります。これは、オンデマンド印刷の環境において特に重要です。さらに、追加の工程にはスタッフが必要となり、人件費が増加します。とはいえ、衣料品の生産が最も盛んなアジアを含む新興国では、時間と労力の節約はそれほど大きな問題ではありません。

それでも、仕上げ工程を省くことは、持続可能性の観点からは依然として理にかなっています。デジタルプリントの織物は一般に、従来の方法よりも水の使用量が少なく、流出による水路汚染の可能性も低いため、環境に優しいです。しかし、一部のインクジェットインクでは、インクを完全に硬化させ、着色剤が繊維に完全に結合するようにするために、洗浄と蒸気処理に依然として大量の水が必要です。これはまた、より多くの乾燥、場合によってはアイロンがけを意味し、その結果としてより多くのエネルギーが必要になります。しかし、ほとんどの顔料インクは織物の表面と化学結合を形成するため、それ以上の洗浄と乾燥の段階の必要性が低く、そのため生産で消費される水とエネルギーが少なくなります。これも生産コストの削減につながります。とはいえ、一部の顔料インクでは、インクを硬化させるために比較的高温が必要であり、大量のエネルギーを消費し、一部の生地を傷める可能性があります。

また、インクは布地の表面に付着するため、生地の手触りが変わってしまいます。これは、ほとんどの衣料品製造において根本的な問題です。一方、ほとんどのテキスタイルインクは表面下に浸透して繊維と結合するため、生地本来の表面の手触りが保たれます。

そのため、一部の顔料インクは衣料品よりも家具類に適しています。衣料品では、消費者は最終的な素材の粗い感触を許容するからです。とはいえ、最新世代のテキスタイル顔料インクは、この問題を克服し始めています。これは主に、粒子径の小さい粉砕技術の向上、バインダーの改良、そしてインクへの軟化剤の使用によるものです。粒子が小さいほど噴射しやすくなり、プリントヘッドのノズル詰まりの問題も軽減されます。さらに重要なのは、粒子が小さいことで生地の表面に自然な感触が与えられ、素材本来の風合いがインクを通して表現されることです。

それ以外の点では、ほとんどの顔料インクが印刷可能な素材の範囲が依然として最大の課題となっています。このクラスのインクはセルロース繊維、つまり綿や麻などの植物由来の繊維に印刷する必要があります。これらのインクの中には、レーヨンとしても知られるビスコースなどの再生セルロース素材にも対応できるものもあります。また、現在利用可能な顔料インクの中には、ポリエステルやナイロンなどの合成繊維で作られた素材や、ポリコットンなどの2種類の繊維の混紡素材にも印刷できるものがあります。

一部のベンダーは、顔料インクはウールやシルクといった動物由来の繊維にもプリントできると主張しています。顔料インクを使用することでプリント後の工程が省けるため、特にアクリルウールのような合成繊維の場合、コスト削減につながるという意見もあるかもしれません。

しかしながら、これらの高級生地に最良の結果をもたらすには、ウールには反応性インク、シルクには酸性インクといった染料ベースのインクが依然として有効です。特にシルクやメリノウールのスカーフといった高付加価値の用途ではなおさらです。しかし、こうした限界の一部を克服する可能性のある新しいインクセットが常に開発されています。5月にベルリンで開催されるFespa Globalでは、これらのソリューションを実際にご覧いただける絶好の機会となります。

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