JP2010537067A - 印捺および染色のためのパルス加熱の方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、染料を回転式加熱処理装置内の受容体に加えるためにパルスヒータが使用される装置、システム、および方法を提供する。パルスヒータは、最初にベルトに加えられ、次いでベルトから取り外されて、消散熱を作り出す。次いで染色された２枚の供与体紙を備えるサンドイッチ状受容体が、ベルトから消散する熱に暴露され、ドラムから生成される一定の熱にも暴露されて、供与体紙内の染料に固体から気体への相変化を引き起こして、受容体が相変化された染料を吸収および捕捉して、より飽和された、鮮やかな仕上げを得ることが可能となる。

Description

本出願は、２００７年８月２３日出願の米国特許出願第１１／８４４１８０号の一部継続出願である２００８年８月２２日出願の米国特許出願第１２／１９６５８５号の優先権を主張する。

本発明の分野は、昇華型印捺および染色である。

人類は、遠い昔から常に布素材を色彩で飾る方法を見出してきた。皮革、後に織り材料および編み材料に始まり、伝統的な手法は、色素を水溶液または他の液体内に懸濁させることによって色素を液化させることであった。次いで、染色される対象物が、所望の色を生成するように溶液内に浸され、または溶液で被覆される。

この古典的な建染め法を使用して所望の色を生成するためには優れた技能が必要とされた。今日の最新式装置を用いても、同じ色素の「染色ロット」を製作するためには今なお優れた技能が必要とされる。精確なカラーマッチングの製作は、色濃度、エネルギ（通常は熱）、対象材料、および処理時間を精確に組み合わせることを、絶え間なく変化するダイナミックスを有するチャンバで何度も再現することから生まれる。

世界中の熟練工が、これらの古来技術から派生したものを使用して年間２５００万トンを超える高分子基布素材を染色している。この処理は、何トンもの衣類と、ホームファッションの製品と、世界最大の水質汚染とを生み出している。繊維の新たな供給源（ほとんどは高分子基）が開発されるにつれて、これらの古来技術を用いることは、より困難かつ問題を呈するものとなっている。正味の影響は、マッチング率の低下と、エネルギ消費の増大と、危険排液が益々増大していくこととである。

１つの解決法は、分散性染料昇華技術（以下ではＤＤＳと呼ぶ）の用途拡大である。ＤＤＳ印捺は、様々な布素材および他の受容材料上にイメージを印捺するためにこの数十年間使用されてきた。この処理では、インクが供与体転写紙上に印捺され、転写紙が受容材料に接触するように並置される。転写紙の外面に熱が加えられると、特殊染料が炸裂して染料を含んだ過熱空気になり、色剤を受容材料内に追いやる。水ではなくこのように過熱空気を使用するのは、この運搬体が劇的に汚染およびエネルギ消費を低減することによる。布素材および他の材料を染色するためにＤＤＳ技術を使用することは新しいことではない。ここ数年試みられてきたが、いくつかの理由のために限られた効果しか得られなかった。

ＤＤＳの主な問題は、処理法が水性溶液染色を再現するほどに充分な色の飽和度をもたらすことが可能でないということである。歴史的に一般的な手法は、供与体転写紙を受容体の両面上に配置するというものであったが、この処理法は、溶液染色にとって代わるほどに充分な飽和度および色の再現をもたらさなかった。引き延ばされた際の編布素材への着色不良と、縫い合わせおよび裁断中に回転する糸への着色不良とによって、現在の装置での両面印捺は商業的に不満足なものとなっている。他の問題として、受容体が処理工程に入っていく際の受容体の温度がある。一般的に、裏側供与体の従来の開始温度は１４０°Ｆから１７０°Ｆの間であるが、これは染料の適用範囲で大きな飽和度を実現するのに充分ではない。さらに、全ての染料がＤＤＳによって昇華可能になるわけではない。高エネルギ染料は、安定した鮮やかな色をもたらすが、相変化するのに極めて高い温度を必要とし、それは昇華中に受容体を破壊する可能性がある。この問題および他の問題のために、ＤＤＳが大きな表面積をカバーするための染色（例えば無地の印捺）に代わって商業的に使用されることはなかった。欠陥線があまりにも明らかとなる。

ＤＤＳ印捺の他の欠点は、両面印捺は、同じインクが使用された場合でも面によって異なる着色を生じるということである。理由は、二回目の加熱が、一回目の添加染料を転写紙から蒸発させて巻取紙上に移す傾向にあるからである。Ｍａｓｏｎらの米国特許出願公開第２００３／０２１７８５号明細書（２００３年１１月２７日公開）と、Ｅｍｅｒｙらの米国特許出願公開第２００３／００３５６７５号明細書（２００３年２月２０日公開）とを参照されたい。本明細書で参照されるこれらおよび他の全ての刊行物は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。

ＤＤＳ印捺のさらに他の欠点は、それが完全に付加的であるということである。したがって、フルカラーのイメージを黄色の背景に印捺する場合には、黄色の背景上に重ねて印捺しなければならず、これによってイメージの色彩が歪められてしまう。多数のイメージまたは多数のパスが使用される場合には、位置合わせの重大な問題が発生する可能性がある。Ｇａｓｋｉｎの米国特許第６３９３９８８号明細書（２００２年５月２８日）を参照されたい。

この特許とここに参照される他の全ての特許および特許出願とは、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。参照により本明細書に組み込まれた参照文献中の用語の定義または使用法が一貫していない、または本明細書に記載されたその用語の定義と逆である場合は、本明細書に記載されたその用語の定義がここでは適用され、参照文献中のその用語の定義は適用されない。

したがって、充分な色の一貫性と大幅に向上した一貫した色の飽和度を伴って、布素材および他の受容材料の両面に浸透して無地および他の統合的デザインを印捺する昇華技術が今なお求められている。

本発明は、１つ以上の染料が多数の供与体上に配置される装置、システム、および方法において、少なくとも２つの供与体を受容体の両面に位置決めし、熱エネルギのパルスを組み合わされた供与体と受容体に加え、次いでエネルギを縮小して染料の配置および固定を完了する、装置、システム、および方法を提供する。

好ましくは第１供与体は第２供与体から物理的に分離される。それらは受容体の両面に存在することが可能である。第１供与体と第２供与体は手動、または自動で位置決めされることが可能である。

熱エネルギのパルスは、受容体の重量と熱同期に基づいて、供与体に付着された染料を相変化させるために充分なだけの長さの持続時間に較正される。このパルスの時間は少なくとも３秒であるが、様々な染料を相変化させるのに必要なエネルギと、重量、布素材密度、および繊維熱同期の緩和要因とに基づいてそれより長くなってもよい。

好ましい実施形態では、昇華処理システムは、布素材を製造するためのパルスヒータとパルス加熱ステーションとを収容する。

本発明の様々な目的、特徴、態様、および利点が、本発明の好ましい実施形態についての以下の詳しい説明、ならびに添付図面からより明らかになる。添付図面では同様の番号が同様の構成要素を表している。

昇華型印捺および染色の装置の好ましい実施形態の概略図である。 図１Ａの要素１４０の詳細図である。 図１Ａの処理装置の詳細図である。 パルスヒータの斜視図である。 パルスヒータの加熱要素の内部図である。 図５のパルスヒータ内の反射器の概略図である。 昇華型印捺および染色の装置の代替え的な好ましい実施形態の概略図である。

図１Ａおよび図２では、処理装置１００は一般的に回転式加熱部分１０、パルスヒータ２０、および巻取ベルト３０を含む。

装置上には、作業台としての機能を果たす連続巻取ベルト３０が位置決めされている。巻取ベルト３０は、一方端部で回転式加熱部分１０に取り付けられ、他方端部では巻取ベルト３０は受容体供給ロール４２から受容体４０を、第１供与体供給ロール５２から第１供与体５０を巻き取る。受容体４０が第１供与体５０上に重ねて配置されるように、第１供与体５０は巻取ベルトに接触して配置される。処理装置１００が作動し始めると、巻取ベルト３０は、受容体３０−第１供与体５０を移動させ、回転式加熱部分１０に進入する際には、巻取ベルト３０はまた、第２供与体供給ロール６２から第２供与体ロール６０と、ティッシュ供給ロール７２からティッシュ７０とを取り上げて、ティッシュ７０の上層→第２供与体６０→受容体４０→第１供与体５０を含むサンドイッチ状の受容体１４０を形成する。

回転式加熱部分１０は、好ましくは供与体からの染料を加熱して受容体上へと押圧するためのカレンダベルト８０およびドラム９０を備える。カレンダベルト８０は好ましくはドラム８０のまわりに位置付けられ、位置決め器８２Ａから８２Ｅを通って移動する。処理装置１００が作動すると、カレンダベルト８０はサンドイッチ状の受容体１４０を巻き取り、それを反時計回り方向に位置決め器８２Ａから８２Ｅへ、ドラム８０の側面に接触させるように移動させて内側経路８６を形成して、完成受容体２４０を生成する。完成受容体２４０が処理装置１００に存在すると、カレンダベルト８０はドラム９０から離れて時計回り方向に移動し、位置決め器８２Ｅから８２Ｄ、８２Ｃ、８２Ｂ、元の８２Ａへと戻って外側経路８８を形成し、図２に示されたように内側経路８６に再度戻ってくる。

位置決め器８２Ａおよび８２Ｅの配向および配置によって、好ましくはカレンダベルト８０がサンドイッチ状受容体１４０をドラム９０に押し当てることが可能になる。位置決め器の数は処理装置に依存して変化してもよい。したがって、カレンダベルトの長さも機械のタイプに応じて変化する。カレンダベルトの幅は好ましくは少なくとも１５０ｃｍ（６０ｉｎ）であるが、ここでも市販の実行可能な処理装置の様々なタイプおよび／または供与体もしくは受容体のタイプに応じて、ベルトの幅も変化してもよい。好ましくはベルトは不燃性のメタアラミド材料から製作され、より好ましくは銘柄Ｎｏｍｅｘ（Ｒ）繊維から製作される。

パルスヒータ２０は好ましくは外側経路８８の上で位置決め器８２Ｂと８２Ａとの間に位置付けられ、これも図２により詳しく示されている。パルスヒータ２０の作動中は、パルスヒータ２０は、ベルトが外側経路８８に沿って時計回りに位置決め器８２Ｂから８２Ａへと移動するにつれて、カレンダベルト８０に対して高熱を生成する。実際には、パルスヒータは、カレンダベルト８０を加熱通路２１０に通して暴露させている。巻取ベルト３０が受容体４０および第１供与体５０を回転式加熱部分１０内へと移動させるとき、カレンダベルト８０が一時的にパルスヒータ２０によって加熱されている。ベルト８０が回転式加熱部分１０に沿って移動するにつれて、運動エネルギが生成され、パルスヒータから生成された熱によって増大される。サンドイッチ状受容体１４０が回転式加熱部分１０内に進入する瞬間、第２供与体６０がカレンダベルト８０に押し当てられるにつれて第１供与体５０がドラム９０に押し当てられる。好ましくはカレンダベルト８０は、移動していく際、時計回りに内側経路部分８６内へと移動し、パルスヒータ２０から生成された残存熱を尚も担持する。カレンダベルト８０は、ティッシュ７０と直接接触することによってサンドイッチ状受容体１４０を押圧するが、ティッシュ７０は第２供与体６０と接触して位置決めされ、受容体４０および第１供与体５０に押し当てられ、第１供与体５０はドラム９０に押し当てられる。本質的には、サンドイッチ状受容体１４０は相変化通路２２０に暴露されているが、相変化通路２２０内では、加熱通路２１０から生成された運動エネルギがカレンダベルト８０から伝達されて、第２供与体６０が相変化を受けて、染料が受容体４０内に鮮やかに転移されることを可能にする。この処理は、サンドイッチ状受容体を、それが回転式加熱部分に進入するにつれて、消散しつつあるが未だ高いベルトからの熱に暴露させる。好ましくはドラム９０は、一定の熱を生成して第１供与体５５を相変化させて、染料が受容体４０上に移送されるのを可能にすると同時に、第２供与体６０を強化する。これによって２つの供与体が同時に受容体上に処理されて、鮮やかで均一な印捺と染料添加を得ることが可能になる。相変化通路の長さは、好ましくは熱伝達通路の長さより少なくとも２０％長い。場合によっては、サンドイッチ状加工受容体に消散熱を加えることは、ドラム９０から生成された一定熱を加える前５秒以内に行うことが可能である。サンドイッチ状受容体１４０が回転式加熱部分１０内を移動し続ける際、サンドイッチ状受容体１４０はベルトおよびドラムによって尚も加熱されており、この処理は、第２および第１供与体上の染料が相変化し続けて、染料が受容体によって徐々に、鮮やかに深く吸収または捕捉されることを可能にする。

パルスヒータ２０は、好ましくはカレンダベルト８０の幅にわたって均一に掛けられる高熱を生成することが可能な熱源である。図３で示されたように、パルスヒータ２０は、好ましくはハウジング２２と、ハウジング２２内に格納された一連の熱要素２４と、電源出力２６と、制御装置２８とを備える。

好ましくはハウジング２２は、加熱要素を収容してそれらが露出されるようにするオープンエンクレーブを可能にする、任意選択による縁部２５を備える上部２３を有する。ハウジング２２の縁部２５の高さは、好ましくは加熱要素を収容するように少なくとも５インチであり、加熱要素のタイプに応じて変化することが可能である。パルスヒータから分配される熱はベルトに均等に加えられるべきであることから、ハウジングの幅はベルトの幅とほぼ同じであることが想定される。ハウジングの深さに関して、構造は様々であってもよく、一般的にハウジング２２は、好ましくは少なくとも６５０°Ｆ、より好ましくは少なくとも５５０°Ｆ、最も好ましくは少なくとも４５０°Ｆの温度に耐えることが可能な亜鉛めっき鋼など耐久性材料で製作される。

好ましくはパルスヒータはカレンダベルトの上に好ましくは少なくとも４５°の角度で直接取り付けられ、好ましくはベルト７０から少なくとも７ｃｍ（３ｉｎ）離して位置付けられる。角度および間隔は、処理装置と熱がどれだけ必要であるかということに、多かれ少なかれ依存してもよいことが想定される。パルスヒータは、好ましくは熱をこのような幅にわたって均等に分配するようにカレンダベルトの幅全体にわたって位置付けられる。しかしながら、装置、ベルトの幅、および受容体のタイプに依存して、パルスヒータがベルトに接近して、またはベルトからさらに離して位置付けられることが可能であることが想定される。

加熱要素２４は、好ましくは重なり合う石英管などの様々な熱源から製作されることが可能である。図４で示された好ましい実施形態では、加熱要素２４は３つの区域、５１０、５２０、および５３０に分割されることが可能な一連の石英管５００を備える。各石英管は好ましくは少なくとも５００ワット、またはおおよそ５００ワットを生成する。管の数および位置決めに依存して、石英管の電力は増大または縮小されることが可能であり、１０００ワット以上を生成する石英管までもが使用されてもよい。各区画は個別に制御される。このことは、各区画への電力出力を増大または縮小することによって、および／または石英管をマトリックスから取り外すことによってベルト７０にわたった温度分布が容易に制御されることを可能にする。他のタイプの熱源も使用されることが可能であり、傾斜法が用いられることも想定される。パルス熱は任意の従来の熱源によって生成されることが可能である。熱源が供与体を、供与体がより容易に受容体に加えられるようにする温度まで充分に加熱する限り、熱源は赤外光、紫外線光、または他の任意の熱源であることが可能である。

図５に示された通り、反射器６１０を石英管６４０の後ろに配置することによって、温度がベルトの縁部でも均等に分配されることが可能となる。反射器６１０は角度付けされることが可能であるが、好ましくは平行セクション６１２と角度付けセクション６１４とで交互に波形にされていく。平行セクション６１２は熱波６２０を直接ベルトに向けて反射し、角度付けされたセクション６１４は熱波６３０をベルトの縁部に向けて反射する。

好ましい実施形態では、パルスヒータからベルトにわたって加えられる平均温度は一般的に、ベルト、受容体、供与体、および使用される染料の特性に依存して３００°Ｆから６５０°Ｆまで様々である。受容体の重量および密度と、染料の昇華温度と、ベルトの速度とが全て温度の寄与要因となる可能性がある。さらにベルトの速度は、パルスヒータの寸法、数、および配向に大きく影響を及ぼす可能性がある。好ましくは温度はベルトの幅にわたって均等に加えられる。より好ましくはベルトの温度は３５°Ｆを超えて変化しない、最も好ましくは２５°Ｆを超えない。

パルスヒータのベルトへの暴露の滞留時間は好ましくは１０から１５秒の間である。しかしながら、ベルトがゆっくりと移動すればパルスヒータへの暴露はより長く、より弱くなければならず、ベルトが速く移動すればパルスヒータへの暴露は短く、より強くなければならないことが想定される。

図３の制御装置２８は、パルスヒータ２０によって生成される熱の温度、時間、およびタイプを制御するために使用される。電源出力２６および制御装置２８は、既存の昇華装置の一部として位置付けられていることも可能であり、必要に応じて個別のユニットであることも可能である。パルスヒータの電源出力および制御装置を既存の機械と一体化することによって、より簡単かつ均一化されたアプローチが可能になる。しかしながら、電源出力と制御装置を個別に有すると、パルスヒータが可動式となることが可能である。

他の好ましい実施形態では、図６で示されたように１つまたは第１の供与体５０のみがベルトによって取り上げられる。ティッシュ７０は、受容体４０がベルト８０に直接暴露されないようにするために必要である。ティッシュ−受容体−第１供与体がベルト８０内に進入する前に、パルスヒータ２０は位置決め器８２Ｂと８２Ａとの間でベルトを加熱する。ティッシュ−受容体−供与体がベルト内に進入するにつれてベルトから消散していく熱が、第１供与体がドラムに接触しているにも関わらず、第１供与体上に相変化を生じる。相変化を生じるのに充分な消散熱が存在して、染料が受容体内に深く浸透して完成受容体２３０を生成する。

連続処理を選好する現在の傾向にも関わらず、本発明の主題の実施形態が不連続な方法で実践されること、例えばサンドイッチ状加工部片同士が組み合わされ、熱および圧力が一部片ごとに加えられることが可能であることも想定される。その点で、受容体がバルク材料から切り取られることが可能であることも特に想定される。

好ましい構成として、パルスヒータを個別部片として構築し、前記パルスヒータを、本明細書に述べられた発明概念によって作動するように容易に改造されることが可能なＭｏｎｔｉ Ａｎｔｏｎｉｏ（ＴＭ）、Ｐｒａｃｔｉｘ（ＴＭ）などの既存の円筒を基礎にした機械に取り付けることがある。他の好ましい構成としては、パルスヒータを内部に構築し、機械の制御装置および電源システム内に一体化させて有した円筒を基礎にした機械を建造することである。

パルスヒータの位置は完成製品の必要に応じて様々であることが可能である。したがって、１つのパルスヒータを位置決め器８２Ｂと８２Ａとの間に位置付けて有することが好ましいが、染料の飽和度および仕上げを操作するために、ベルトに沿った任意の場所にパルスヒータが位置付けられることが可能であることも想定される。処理装置に依存して、パルスヒータは、ベルトの一方面が予備加熱されている限り、カレンダベルトの下にも、カレンダベルトの上にも配置されることが可能である。

図６に示されたように１つ以上のパルスヒータを有することも好ましい。パルスヒータ２０をベルト８０の上で位置決め器８２Ｂと８２Ａとの間に位置付けて有する以外に、追加のパルスヒータ２２が位置決め器８２Ｃと８２Ｂとの間に容易に据え付けられることが可能である。位置決め器８２Ｃと８２Ｄとの間にパルスヒータを位置付けることさえも可能である（図示せず）。１つ以上のパルスヒータを有すると、高い熱を生成して、それ以外では処理することが困難な、じゅうたんなどの受容体に鮮やかな仕上げを得ることが可能になる。

本発明の主題の重要な態様は、移動するカレンダベルトから既に発生された運動エネルギにパルスヒータが追加のエネルギを加えて、高熱であるが一時的な熱を放つことである。ベルトからのこの熱とドラムから発生された追加の熱との組み合わせによって、供与体の染料の結合が分解して、サンドイッチ状受容体が回転式加熱要素内に進入する際により飽和度の高い昇華処理が得られるようになる。受容体は供与体の他方面上にあることから、高温によって損傷されない。第２供与体が、受容体があるところのカレンダベルトの反対面に配置されると、パルスヒータも熱くなり、これが第２供与体を飽和させ、染料のより深い分散および浸透が得られるようになる。したがって、パルス加熱するのに充分な熱が、ベルトの長さとベルトが作動する速度とに正比例した時間分カレンダベルトの両面に加えられることが想定される。好ましくは速度は受容体と供与体の特性に依存する。透過性の高い受容体に対しては、速度は速くなることが可能であり、透過性の低いまたは硬い受容体に対してはゆっくりとした処理が必要とされる場合がある。昇華処理の残りの部分に入る前に、カレンダベルトは冷えて通常の昇華温度に戻る。いずれの面の昇華熱も、好ましくは３０秒から１２０秒の間、より好ましくは４０秒から７５秒の間、最も好ましくは４５秒の滞留時間にわたってもたらされる。昇華温度は、好ましくは４００°Ｆ以下、より好ましくは６００°Ｆ未満である。

ドラム９０は、その表面中で均等である一定の熱源を提供して、受容体が、供与体から昇華された染料をより充分に巻き取りできるようにする温度を維持する。好ましくはドラム９０は温熱ヒータドラムである。しかしながら、熱が加えられることが可能である限り、ドラムは他の任意の加熱ユニットであることが可能であると想定される。想定される他の実施例には、トンネル形状の加熱ゾーン、加熱された円筒、または加熱板（アイロンもしくは温間プレス）も含まれる。

供与体を加熱するためにドラムによって発生される温度は、好ましくは少なくとも２５０°Ｆ、より好ましくは少なくとも３５０°Ｆ、最も好ましくは少なくとも３８５°Ｆである。ドラムが供与体と接触するところでのドラム間の温度差は、好ましくはカレンダベルト８０の温度よりも４５０°Ｆ分温かく、より好ましくは３００Ｆ°分温かく、さらにより好ましくは２００°Ｆ分温かく、最も好ましくはカレンダベルト８０より１００°Ｆ分温かいものとなる。この温度差は、供与体のタイプに応じて、また供与体上の染料もしくは他のタイプの化学的特性がどのように相変化して受容体に付着するのかに応じて調節される。

ティッシュ７０は、工業用に使用される知られた巻取ティッシュから選択されることが可能である。従来技術とは対照的に、現実施形態ではティッシュは、染料を吸収してそれを完全に受容体４０に通過させ、反対側の供与体５０もしくは６０に通すために使用されているのではない。供与体の材料が、染料の移動に対してほぼまたは完全に不浸透性であることから、ティッシュの使用は不要である。そうではなく、本発明の実施形態のティッシュ７０は、機械部分を過剰な着色剤から保護する機能を果たしている。

第１および第２供与体５０、６０は、知られた供与体紙、または工業用に使用される他の材料から選択されることが可能である。供与体材料は、染料が実質的に一方面から他方面に通過できない、染料が一時的に保持され得る表面を有した任意の薄紙であることが可能である。好ましくは供与体は一般的に、染料を固体の形態で保持する物体であり、染料は、一定量の熱が供与体に加えられると相変化し、受容体に向かって移動する。好ましくは供与体は、より安定した、しっかりとした色をもたらす高エネルギの染料を含む。「染料」および「染料類」という用語は可能な限り広い意味で使用され、インク類と、実際に受容材料に転移されてその材料を着色することが可能な任意の化学成分とを含むものであることも理解されるべきである。したがって、「染料」および「染料類」という用語は、温度または他の条件に依存して色を変化させることが可能な化学成分を含み、また加えられた際には無色であっても、水分または高温に暴露されると発色する化学成分をも含む。さらに、「染料」および「染料類」という用語は、染料が一度ある温度閾値を超えて加熱されると、色付けし、染色し、または他の方法で受容体の可視特性を変化させる任意の温度感受性剥離剤を指す。好ましくは染料は固体の状態から気体の状態に相変化するが、ある種の実施形態では、染料は固体の状態から液体の状態に相変化することが可能である。

その目的のために、供与体５０、６０が無地色で、あるいは少なくとも比較的大きな面積の無地および／または広い反復模様で印捺されることが可能である。供与体５５、５０は、無地、または少なくとも１０ｃｍ^２、５０ｃｍ^２、１００ｃｍ^２、２００ｃｍ^２、４００ｃｍ^２の連続面積を有した広い反復模様で印捺されることが可能であることが特に想定される。インクジェットおよび他の印捺された供与体によく見られる色ずれを回避するために、無地または単色しか含まない模様を印捺する際には、ローラコータ（図示せず）を使用して、供与体５０、６０の一方または双方にインク付けすることが好ましい。供与体５０、６０の双方をこの方法で印捺することによって、両面に同じ無地色を有した受容体、片面にある無地色、他面に異なる無地色を有した受容体、片面に無地、他面に模様を有した受容体などが製作されることが可能である。両面に模様を印捺することも完全に実行可能であるが、イメージを背中合わせに位置合わせすることには、未だに幾らか問題がある。第３、第４、および他の色を用いて複雑な模様、さらに写真、その他のイメージが印捺されることも可能である。実際、図１Ａは、図面を簡略化するために、このような全ての組み合わせを含むものとして総合的に解釈されるべきである。

受容体４０は、昇華型印捺を受容することが可能な任意の材料であることが可能である。これは、最も具体的には、ポリエステルと、高温高圧で染料を吸収する他の合成ポリマまたは合成繊維とを含み、現在好まれている受容材料には、真性合成物または非セルロースの混合物など（例えばポリエステル、ナイロン、アクリル、モダクリル、およびポリオレフィンなど）がある。受容材料には天然繊維（例えば綿、毛、絹、リネン、麻、ラミー、およびジュートなど）、半合成物またはセルロース（例えばビスコースレーヨンおよび酢酸セルロースなど）を含むことも可能であると想定されるが、現在入手可能な着色剤は、そのような繊維にうまく「のる」ことができない。Ｔｙｖｅｋ（Ｒ）および他のもののようなパイマイド（ｐｙｍｉｄｅｓ）などの温度受容体が、この装置を使用した昇華に利用可能であることがさらに想定される。受容体は軟質または硬質、漂白または非漂白、白または色付け、織物または不織物、編物または不編物、あるいはこれらまたは他の要因の任意の組み合わせであることが可能である。したがって、受容体は、例えば一方面に織り材料を、他方面に非織り材料または異なる織り材料を含むことが可能である。特に、受容体は、衣類、バナー、旗、カーテンおよび他の壁装物、さらにじゅうたんのための布素材および繊維をも含むことが想定される。

本明細書で開示された方法およびシステムの利点は莫大である。第一に、カレンダベルトを予備加熱することによって、昇華処理が一般的により向上されたものになる。パルスヒータを使用する利点によって、より高い飽和度が得られ、様々な染料を使用することが可能になる。昇華性染料は全て分散性であるが、分散された染料の全てが昇華されることが可能になるわけではない。「昇華性染料」とは、標準的な昇華温度で相変化して受容体に付着し、それらを昇華しても受容体を破壊または損傷しない、工業用に一般的に使用されている染料である。それとは対照的に、「高エネルギ染料」は、標準的な昇華温度よりも極めて大きなエネルギおよび温度を必要とする染料であり、したがって受容体を破壊または損傷する可能性がある。このように、高エネルギ染料では、受容体がひどく焼かれ、融解され、変形されて非可撓性材料になってしまうことから、高エネルギ染料は過去では効果的に使用されることが可能ではなかった。本発明の主題は、熱エネルギを変換し、それを使用して高エネルギ染料の結合を分解し、熱エネルギを受容体に伝達せずに相変化を創出することによって分散化された面を準備するパルスヒータを使用する。したがって、昇華処理が続いていくうちに、高エネルギ染料が、受容体を破壊する可能性のある高温を生じることなく受容体上に分散される。受容体は、高温の使用によって損傷されることがなく、したがって高エネルギ染料が使用されることが可能である。このことによって、受容体はいつでも染料を受容できる状態であることが可能となる。染料および印捺がより均一および一貫して加えられるだけでなく、それらは受容体内により深く浸透して、滲みや染みを軽減する。印捺および染色の品質が全体として大幅に向上される。

さらに、パルスヒータによって、重大な位置合わせの問題なく多数のイメージが同一の受容体を通過できるようになる。染色処理を、瞬間的な相変化の段階から漸進的な巻取の段階へと２つの部分に分割することによって、パルスヒータを用いて、異なるイメージまたは染料が滲み、または互いに干渉することがなくなる。これはパルスヒータが受容体をより効果的に準備することによる。その結果、パルスヒータは、染料の分散がより均一で一貫した両面印捺を生成することも可能となる。

本発明の主題の他の利点は、便利さおよび設置のし易さにある。パルスヒータは様々なＤＤＳ機械を収容することが可能である。このことによって融通性ができ、既存の機械を取り換え、コストを増大させる必要がなくなる。したがって、品質が向上しても、全体的生産コストを増大させずにすむ。

しかしながら当業者に明らかなとおり、本明細書の発明概念から逸脱せずに、既にここに述べられたもの以外の多くの修正形態が可能である。さらに本開示を解釈するにあたって、全ての用語は、文脈と一致した可能な限り広い意味で解釈されるべきである。特に、「備える」および「備えている」という用語は、非排他的な意味で要素、構成要素、またはステップを指しているものと解釈されるべきであり、ここに指し示された要素、構成要素、またはステップは、ここに明確に指し示されていない他の要素、構成要素、またはステップとともに存在し、利用され、あるいはそれらと組み合わされることが可能であることを明示している。

Claims (44)

1. 受容体の両面上に印捺する方法であって、
   受容体の両面上に第１および第２供与体を位置決めすることと、
   第１熱源を熱キャパシタに加えることと、
   消散熱を生成するために熱キャパシタから第１熱源を取り外すことと、
   第１供与体を消散熱に暴露させることと、
   第２熱源を第２供与体に加えることとを含む、方法。
2. 第１熱源上に反射器を位置決めすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 熱キャパシタが耐熱性であり、不燃性である、請求項１に記載の方法。
4. 熱キャパシタがカレンダベルトである、請求項１に記載の方法。
5. 第１熱源が熱キャパシタの幅にわたって２５°Ｆ未満の温度差を加える、請求項１に記載の方法。
6. 幅が少なくとも１５０ｃｍ（６０ｉｎ）である、請求項５に記載の方法。
7. 幅にわたって加えられる平均温度が３００°Ｆ以上である、請求項５に記載の方法。
8. 幅にわたって加えられる平均温度が６５０°Ｆ以下である、請求項７に記載の方法。
9. 幅にわたって加えられる平均温度が、受容体の重量に応じて調整される、請求項７に記載の方法。
10. 幅にわたって加えられる平均温度が、受容体の密度に応じて調整される、請求項７に記載の方法。
11. 第１熱源が第２熱源よりも最大で１００°Ｆ高い、請求項１に記載の方法。
12. 第１熱源が複数の加熱要素を重ね合わせることから生成される、請求項１に記載の方法。
13. 加熱要素が石英管である、請求項１２に記載の方法。
14. 第１熱源が少なくとも熱キャパシタから７ｃｍ（３ｉｎ）離れている、請求項１に記載の方法。
15. 第１熱源を熱キャパシタに加えるステップが１５秒以下の間しか継続しない、請求項１に記載の方法。
16. 第２熱源がドラムである、請求項１に記載の方法。
17. 第１供与体と熱キャパシタとの間にティッシュを位置決めすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
18. 第２熱源を加えるステップの少なくとも一部が、第１供与体を消散熱に暴露させるステップと同時に行われる、請求項１に記載の方法。
19. 第２熱源を加えるステップが、第１供与体を消散熱に暴露させるステップの少なくとも５秒後に起こる、請求項１に記載の方法。
20. 第１および第２供与体がそれぞれ昇華型染料を備える、請求項１に記載の方法。
21. 第１供与体が高エネルギ染料を含む、請求項１に記載の方法。
22. 第１供与体に温度感受性剥離剤を付着させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
23. 受容体が合成繊維を含む、請求項１に記載の方法。
24. 受容体が衣類の布素材を含む、請求項１に記載の方法。
25. 受容体がじゅうたんを含む、請求項１に記載の方法。
26. 受容体がバナーおよび旗の布素材を含む、請求項１に記載の方法。
27. 高エネルギ染料を受容体上に印捺する方法であって、
    第１高エネルギ染料を供与体上に付着させることと、
    供与体を受容体上に位置決めすることと、
    熱源を熱キャパシタに加えることと、
    パルスエネルギを生成するために熱キャパシタから熱源を取り外すことと、
    高エネルギ染料を受容体上へと相変化させるためにパルスエネルギを供与体に加えることとを含む、方法。
28. 高エネルギ染料を受容体の両面上に印捺する方法であって、
    第１および第２高エネルギ染料をそれぞれ第１および第２供与体上に付着させることと、
    第１および第２供与体を受容体の両面に位置決めすることと、
    第１熱源を熱キャパシタに加えることと、
    パルスエネルギを生成するために熱キャパシタから第１熱源を取り外すことと、
    パルスエネルギを第１供与体に加えることと、
    第２熱源を第２供与体に加えることとを含む、方法。
29. 受容体の両面上に印捺する装置であって、
    熱伝達通路および相変化通路を通って移動する熱キャパシタと、
    熱伝達通路を加熱するヒータと、
    第１供与体を受容体の第１面上で相変化通路内へと送る供与体供給器であって、第１供与体が受容体の第１面と当接する、供与体供給器と、
    相変化通路内で受容体の第２面上の第２供与体を加熱するドラムとを備える、装置。
30. 熱キャパシタがベルトである、請求項２９に記載の装置。
31. ヒータが複数の加熱要素を備える、請求項２９に記載の装置。
32. 加熱要素が石英管である、請求項３１に記載の装置。
33. ヒータが少なくとも３００°Ｆの温度を生成する、請求項２９に記載の装置。
34. ヒータが６５０°Ｆ以下の温度を生成する、請求項２９に記載の装置。
35. ヒータからの熱を熱キャパシタの縁部に向けて反射させるように反射器を配設してさらに備える、請求項２９に記載の装置。
36. 熱伝達通路が少なくとも１５秒間続く、請求項２９に記載の装置。
37. 相変化通路が熱伝達通路の長さより少なくとも２０％長く続く、請求項２９に記載の装置。
38. ドラムが４５０°Ｆ以下の温度を生成する、請求項２９に記載の装置。
39. 第１および第２供与体が昇華型染料を備える、請求項２９に記載の装置。
40. 第１および第２供与体が高エネルギ染料を備える、請求項２９に記載の装置。
41. 熱キャパシタがメタアラミドで製作されている、請求項２９に記載の装置。
42. 受容体の両面上に印捺する装置であって、
    熱伝達通路および相変化通路を通って移動するベルトと、
    熱伝達通路を加熱するヒータと、
    第１供与体を受容体の第１面上で相変化通路内へと送る供与体供給器であって、第１供与体が受容体の第１面と当接する、供与体供給器とを備える装置。
43. 少なくとも部分的に請求項１に記載の方法を使用して製造された衣類品目。
44. 少なくとも部分的に請求項１に記載の方法を使用して製造されたじゅうたん。

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