JP2021143429A - インクジェット捺染記録装置及びインクジェット記録方法 - Google Patents
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Abstract
Description
インクジェット捺染記録装置であって、
記録媒体を支持するベルトと、
前記ベルトを加熱する加熱部と、
インクジェットインク組成物を吐出するインクジェット記録ヘッドと、
を備え、
前記ベルトが、粘着層を備え、
前記インクジェットインク組成物が、熱架橋成分を含有し、
前記加熱部により、前記ベルトが、前記熱架橋成分の反応温度よりも低い温度に加熱される。
粘着層を備え、記録媒体を支持するベルトを加熱する工程と、
前記ベルトに支持された前記記録媒体に、インクジェットインク組成物をインクジェット記録ヘッドから吐出して付着させる工程と、
を含み、
前記インクジェットインク組成物が、熱架橋成分を含有し、
前記ベルトを加熱する工程では、前記ベルトの温度が、前記熱架橋成分の反応温度よりも低い温度に加熱される。
本実施形態に係るインクジェット捺染記録装置は、記録媒体を支持するベルトと、ベルトを加熱する加熱部と、インクジェットインク組成物を吐出するインクジェット記録ヘッドと、を備える。そして、ベルトは、粘着層を備え、インクジェットインク組成物は、熱架橋成分を含有し、加熱部により、ベルトが、熱架橋成分の反応温度よりも低い温度に加熱される。
図1は、実施形態に係るインクジェット捺染記録装置100の概略全体構成を示す模式図である。まず、本実施形態に係るインクジェット捺染記録装置100の全体構成について図1を参照して説明する。なお、本実施形態では、記録媒体95に画像などを形成することで記録媒体95に捺染を行うインクジェット式のインクジェット捺染記録装置100を例に説明する。
図2は、インクジェット捺染記録装置100の電気的な構成を示す電気ブロック図である。次に、インクジェット捺染記録装置100の電気的構成について図2を参照して説明する。
本実施形態のインクジェット捺染記録装置に用いられるインクジェットインク組成物は、少なくとも熱架橋成分を含有する。以下、実施形態のインクジェットインク組成物について説明する。
インクジェットインク組成物に含まれる熱架橋成分としては、加熱により分子間及び分子内の少なくとも一方に橋架けされた分子構造を形成する成分のことをいう。熱架橋成分の例としては、反応することによりウレタン結合を生じる成分が挙げられる。このような熱架橋成分としては、水酸基を2つ以上有する化合物と、イソシアネート基を2つ以上有する化合物と、の混合物や、水酸基とイソシアネート基の両方を1分子中に有する化合物が挙げられる。当該混合物は、未反応であってもよいしインクジェットインク組成物の粘度が適切となる範囲で反応が進んでいてもよい。すなわち、高分子化がある程度進んだ状態のウレタン樹脂を用いてもよく、その場合には、熱架橋成分が、架橋性基を含有するウレタン樹脂であると表現することができる。また、イソシアネート基は、ブロック剤によってブロックされたものであってもよい。
インクジェットインク組成物は、上記熱架橋成分の他に、以下の(1)水、(2)色材、(3)有機溶剤、(4)その他成分を含有してもよい。
インクジェットインク組成物は、水を含有してもよい。インクジェットインク組成物は水系であることが好ましい。水系組成物とは主要な溶媒成分の1つとして水を含有する組成物である。水は主となる溶媒成分として含んでもよく、乾燥により蒸発飛散する成分である。水は、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水又は超純水のようなイオン性不純物を極力除去したものであることが好ましい。また、紫外線照射又は過酸化水素添加等により滅菌した水を用いると、組成物を長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を抑制できるので好適である。水の含有量はインクジェットインク組成物の総量に対して好ましくは45質量%以上であり、より好ましくは50質量%以上98質量%以下であり、さらに好ましくは55質量%以上95質量%以下である。
インクジェットインク組成物は、色材を含んでもよい。色材としては、カーボンブラック、チタンホワイトを含む無機顔料、有機顔料、油溶染料、分散染料等を用いることができる。本実施形態のインクジェットインク組成物では、色材が分散樹脂により分散されていてもよい。
本実施形態に係るインクジェットインク組成物は、有機溶剤を含んでもよい。有機溶媒を含むことにより、例えば、記録物の乾燥性を高めることや、画像の堅牢性を高めることができる場合がある。また、有機溶剤を含むことで、インクジェットインク組成物の吐出安定性を向上できる。有機溶剤は水溶性の有機溶剤であることが好ましい。
インクジェットインク組成物は、さらに以下の成分を含んでもよい。
(界面活性剤)
インクジェットインク組成物は、界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤は、インクジェットインク組成物の表面張力を低下させ記録媒体や下地との濡れ性を向上させる機能を備える。界面活性剤の中でも、アセチレングリコール系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、及びフッ素系界面活性剤を好ましく用いることができる。
本実施形態のインクジェットインク組成物は、pH調整剤を含有してもよい。pH調整剤を含有することにより、例えば、インク流路を形成する部材からの不純物の溶出を抑制したり、促進したりすることができ、インクジェットインク組成物の洗浄性を調節することができる。pH調整剤としては、例えば、尿素類、アミン類、モルホリン類、ピペラジン類、トリエタノールアミン等のアミノアルコール類、を例示できる。具体的には、尿素、エチレン尿素、テトラメチル尿素、チオ尿素、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等、及び、ベタイン類(トリメチルグリシン、トリエチルグリシン、トリプロピルグリシン、トリイソプロピルグリシン、N,N,N−トリメチルアラニン、N,N,N−トリエチルアラニン、N,N,N−トリイソプロピルアラニン、N,N,N−トリメチルメチルアラニン、カルニチン、アセチルカルニチン等)等が挙げられる。アミン類としては、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン等が挙げられる。
本実施形態のインクジェットインク組成物は、防腐剤を含有してもよい。
インクジェットインク組成物は、必要に応じて、キレート剤、防錆剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤及び水溶性樹脂など、種々の添加剤を含有してもよい。
インクジェットインク組成物は、記録媒体にインクジェット法により付着される(インク付着工程)。そのため、インクジェットインク組成物の粘度は、20℃において、1.5mPa・s以上15.0mPa・s以下とすることが好ましく、1.5mPa・s以上7.0mPa・s以下とすることがより好ましく、1.5mPa・s以上5.5mPa・s以下とすることがより好ましい。インクジェットインク組成物は、インクジェットヘッドから吐出されて記録媒体に付着されるので、所定の画像を効率的に記録媒体に形成することが容易である。
本実施形態のインクジェットインク組成物の製造方法は特に制限されないが、例えば、上述の各成分を、任意な順序で混合し、必要に応じて濾過等をして不純物を除去することにより製造することができる。各成分の混合方法としては、メカニカルスターラー、マグネチックスターラー等の撹拌装置を備えた容器に順次材料を添加して撹拌混合する方法が好適に用いられる。
上記インクジェットインク組成物の熱架橋成分の反応温度を以下のように定義する。反応温度は、DSC(示差走査熱量測定)により決定する。熱架橋成分の反応は、吸熱、発熱を伴うので、DSCチャートには、明確な発熱ピークや吸熱ピークが現れにくく、複雑な形状となることが多い。そのため、DSCチャートのベースラインからのずれ量の絶対値を積算し、積算値が4mJ/mgとなる温度を、熱架橋成分の反応温度と定義する。
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、上述したインクジェット捺染記録装置100により容易に実現できる。すなわち、本実施形態に係るインクジェット記録方法は、粘着層を備え、記録媒体95を支持するベルト23を加熱する工程と、ベルト23に支持された記録媒体95に、上述のインクジェットインク組成物をインクジェット記録ヘッドから吐出して付着させる工程と、を含み、インクジェットインク組成物が、熱架橋成分を含有し、ベルト23を加熱する工程では、ベルト23の温度が、熱架橋成分の反応温度よりも低い温度に加熱される。
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。以下、「部」「%」は、特に記載のない限り、質量基準である。なお評価は、特に断りが無い場合は、温度25.0℃、相対湿度40.0%の環境下で行った。
表1の組成になるように各成分を容器に入れて、マグネチックスターラーで2時間混合及び攪拌した後、さらに、直径0.3mmのジルコニアビーズを充填したビーズミルにて分散処理を行うことにより十分に混合した。1時間攪拌してから、5.0μmのPTFE製メンブランフィルターを用いて濾過することで、実施例、参考例及び比較例に係るインク組成物を得た。表1中の数値は、質量%を示す。水はイオン交換水を用い、各インク組成物の質量がそれぞれ100質量%となるように添加した。なお、表中、UW−1527F、W6010の含有量は固形分換算量である。
エマルション状態のUW−1527を、広口容器に10g入れ、室温(23℃)にて固化するまで1昼夜以上乾燥させた。乾燥した固化物10mg〜15mgを容器から取り出し、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製、示差走査熱量計(EXSTAR6000 DSC6220)を用い5℃/分の昇温速度で、−40℃から160℃まで測定を行った。得られたDSCチャートから25℃から50℃、60℃、90℃までのそれぞれの熱量を付属の解析ソフトを用いて積算して算出した。各例において、ベルトを加熱した温度までの積算熱量が、反応温度である4.0mJ/mgの積算熱量を超えたか否かを判定し、表1に記載した。
上記実施形態で説明したインクジェット捺染記録装置100と同様の装置を用いた。記録媒体95として、綿100%の白色綿ブロードを用いた。また、粘着剤29として、ATR CHEMICALS社製「ATRASOL GP1(ATR code:ATR1717)」を用いた。記録媒体95がキャリッジ移動部45(ヘッドユニット)に到達する前から各例のインクジェットインク組成物をベルト23に対して吐出して付着させた。その後、インクジェットインク組成物が付着したベルト23の部位が、洗浄部51を通過し、媒体密着部60に到達して新しい記録媒体95に密着されたときに、記録媒体95の記録面とは反対側の面に、インクジェットインク組成物が付着した程度を以下の基準で評価して、結果を表1に記載した。評価結果がB以上の場合、良好な洗浄性が得られているといえる。
A:ベルト上にインクジェットインク組成物の付着が無い
B:ベルト上にインクジェットインク組成物の付着は目視で確認されないが、ベルトを指でこするとインクジェットインク組成物が指に付着する
C:ベルト上にインクジェットインク組成物の付着がある(目視で分かる)
学振型摩擦堅牢度試験機(テスター産業社製、製品名「AB−301」)を用いて、得られた捺染物の摩擦堅牢性の評価を行った。なお、印捺後の加熱乾燥は165℃で行った。摩擦堅牢性の評価では、記録媒体95の表面に、白綿布を取り付けた摩擦子で荷重200gをかけて100往復擦ることにより行った。その後、白綿布の汚れ、及び捺染物からのインクジェットインク組成物の剥がれ具合を目視で観察した。評価結果がC以上の場合、良好な摩擦堅牢性が得られているといえる。
A:白綿布に汚れが認められず、捺染物の剥がれも認められなかった
B:白綿布に汚れが認められるが、捺染物の剥がれは認められなかった
C:白綿布に汚れが認められ、捺染物に20面積%以内の若干の剥がれが認められた
D:白綿布全面に汚れが認められ、記録物に20面積%を超える剥がれが認められた
記録媒体を支持するベルトと、ベルトを加熱する加熱部と、インクジェットインク組成物を吐出するインクジェット記録ヘッドと、を備え、ベルトが、粘着層を備えた例であって、インクジェットインク組成物が、熱架橋成分を含有し、加熱部により、ベルトが、熱架橋成分の反応温度よりも低い温度に加熱された各実施例では、ベルトの洗浄性及び摩擦堅牢性の両者を良好とできることが判明した。熱架橋反応性を有しない樹脂を用いた参考例では、ベルトの洗浄性が良好である反面、摩擦堅牢性が不足することが分かった。他方、加熱部により、ベルトが、熱架橋成分の反応温度以上の温度に加熱された比較例1ではベルトの洗浄性が得られないことが分かった。
インクジェット捺染記録装置であって、
記録媒体を支持するベルトと、
前記ベルトを加熱する加熱部と、
インクジェットインク組成物を吐出するインクジェット記録ヘッドと、
を備え、
前記ベルトが、粘着層を備え、
前記インクジェットインク組成物が、熱架橋成分を含有し、
前記加熱部により、前記ベルトが、前記熱架橋成分の反応温度よりも低い温度に加熱される。
前記ベルトを洗浄する洗浄部をさらに備えてもよい。
前記ベルトが無端ベルトであってもよい。
前記熱架橋成分が、架橋性基を含有するウレタン樹脂であってもよい。
前記ウレタン樹脂がポリカーボネート系ウレタン樹脂であり、破断伸度が200%以上600%以下であってもよい。
前記インクジェットインク組成物が、標準沸点280℃以上の有機溶剤を、前記インクジェットインク組成物の総量に対し、10.0質量%以上30.0質量%以下含有してもよい。
粘着層を備え、記録媒体を支持するベルトを加熱する工程と、
前記ベルトに支持された前記記録媒体に、インクジェットインク組成物をインクジェット記録ヘッドから吐出して付着させる工程と、
を含み、
前記インクジェットインク組成物が、熱架橋成分を含有し、
前記ベルトを加熱する工程では、前記ベルトの温度が、前記熱架橋成分の反応温度よりも低い温度に加熱される。
前記ベルトを洗浄する洗浄工程をさらに含んでもよい。
前記熱架橋成分の反応温度よりも高い温度に、前記記録媒体を加熱する工程をさらに含んでもよい。
Claims (9)
- インクジェット捺染記録装置であって、
記録媒体を支持するベルトと、
前記ベルトを加熱する加熱部と、
インクジェットインク組成物を吐出するインクジェット記録ヘッドと、
を備え、
前記ベルトが、粘着層を備え、
前記インクジェットインク組成物が、熱架橋成分を含有し、
前記加熱部により、前記ベルトが、前記熱架橋成分の反応温度よりも低い温度に加熱される、インクジェット捺染記録装置。 - 請求項1において、
前記ベルトを洗浄する洗浄部をさらに備える、インクジェット捺染記録装置。 - 請求項1又は請求項2において、
前記ベルトが無端ベルトである、インクジェット捺染記録装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか一項において、
前記熱架橋成分が、架橋性基を含有するウレタン樹脂である、インクジェット捺染記録装置。 - 請求項4において、
前記ウレタン樹脂がポリカーボネート系ウレタン樹脂であり、破断伸度が200%以上600%以下である、インクジェット捺染記録装置。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか一項において、
前記インクジェットインク組成物が、標準沸点280℃以上の有機溶剤を、前記インクジェットインク組成物の総量に対し、10.0質量%以上30.0質量%以下含有する、インクジェット捺染記録装置。 - 粘着層を備え、記録媒体を支持するベルトを加熱する工程と、
前記ベルトに支持された前記記録媒体に、インクジェットインク組成物をインクジェット記録ヘッドから吐出して付着させる工程と、
を含み、
前記インクジェットインク組成物が、熱架橋成分を含有し、
前記ベルトを加熱する工程では、前記ベルトの温度が、前記熱架橋成分の反応温度よりも低い温度に加熱される、インクジェット記録方法。 - 請求項7において、
前記ベルトを洗浄する洗浄工程をさらに含む、インクジェット記録方法。 - 請求項7又は請求項8において、
前記熱架橋成分の反応温度よりも高い温度に、前記記録媒体を加熱する工程をさらに含む、インクジェット記録方法。
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