衣類用シルクスクリーン印刷インクの水性ポリウレタン樹脂

導入

シルクスクリーン印刷技術は、その幅広い適用性とコスト効率の良さから、繊維印刷業界で広く使用されています。近年、環境に優しく高性能な印刷材料に対する市場の需要は高まり続けており、研究者や開発者は新しい印刷材料を求めています。水性ポリウレタン樹脂は、その独特の物理的および化学的性質と環境特性により、印刷ペースト配合物に好まれる材料となっています。

水性ポリウレタン樹脂の物理的および化学的性質 

1. 分子構造と分散性

   • 水性ポリウレタン樹脂の分子鎖にはウレタン結合とイオン基が含まれており、シルクスクリーン印刷法によって布地に均一に塗布しやすい安定した水性分散液を形成できます。
   • 樹脂を水中に分散させることで有機溶剤の使用が減り、揮発性有機化合物の排出が減ります。

2. 粘弾性特性

   • 水性ポリウレタンは 優れた粘弾性を示します。つまり、硬化後の印刷層は、布地の伸縮に適応するのに十分な柔らかさを持ちながら、印刷パターンの鮮明さと耐摩耗性を確保するのに十分な硬さも備えています。
   • 樹脂の分子量と架橋密度を調整することで、粘弾性特性を最適化し、さまざまな生地や用途のニーズを満たすことができます。

3. 接着

   • 水性ポリウレタン樹脂の極性基（ウレタン結合や尿素結合など）は、セルロースや合成繊維と強力な相互作用を形成し、プリントの接着性を向上させます。
   • 適切な架橋剤を変更または追加することで、非極性織物に対する接着性能をさらに向上させることができます。

4. 耐薬品性

   • 水性ポリウレタンはウレタン結合を有するため、耐加水分解性、耐薬品性に​​優れており、印刷物はさまざまな環境下で安定した性能を維持できます。

テクニカル分析と応用

1. 印刷プロセスの最適化

   • 水性ポリウレタンのレオロジー特性を調整することで、より優れた印刷効果が得られます。たとえば、低せん断速度で粘度が高いと、スクリーン上の印刷ペーストの安定性が向上し、高せん断速度で粘度が低いと、ペーストがメッシュを通過しやすくなります。
   • 乾燥プロセス中、水性ポリウレタン樹脂の水分蒸発速度を制御できるため、迅速かつ均一な乾燥が実現し、スクリーンブロッキングや印刷ムラなどの問題を回避できます。

2. 印刷品質の向上

   • 水性ポリウレタン樹脂の優れた柔軟性と伸縮性を活かし、ひび割れや剥がれの起こりにくい、より鮮明で耐久性のあるプリント柄を実現します。
   • 配合の最適化により、印刷層の光沢と色の鮮やかさが向上し、高級繊維製品の美的要件を満たすことができます。

3. 環境保護と安全

   • 水性ポリウレタンバインダーを使用すると、  有害な溶剤の使用が大幅に削減され、作業環境の安全性が向上し、環境汚染が軽減されます。
   • EU の REACH 規制や米国の EPA 基準など、厳格な国際環境基準に準拠することで、より幅広い市場を開拓することができます。
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実用化事例

大手の繊維印刷会社は、水性ポリウレタンベースの印刷糊を使用して、さまざまな生地に耐久性があり、手触りの優れた印刷効果を実現しました。この製品の成功した応用は、製品の市場競争力を高めただけでなく、最も厳しい環境基準も満たし、シルクスクリーン印刷の分野における水性ポリウレタンの大きな可能性を示しました。

結論

水性ポリウレタン樹脂をシルクスクリーン印刷の分野に応用すると、その優れた物理的・化学的特性と環境的利点が実証されます。これらの特性に対する深い理解と継続的な技術革新により、水性ポリウレタンは高品質の印刷効果を実現できるだけでなく、繊維印刷業界をより環境に優しく持続可能な方向に推進することができます。新しい技術が継続的に登場しているため、水性ポリウレタンは将来のシルクスクリーン印刷市場でますます重要な役割を果たすことが期待されています。