JP6102289B2 - インクジェット捺染用のインク、インクジェット捺染方法およびインクジェット捺染装置 - Google Patents
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Description
すると、樹脂に起因する凝集物の発生が一層顕著になることがある。
本発明に係るインクジェット捺染用のインクの一態様は、
顔料と、樹脂と、2−ピロリドン系溶剤と、を含有し、
pHが9.2以上10.5以下であり、
布帛に対する記録に用いられる。
適用例1において、
前記樹脂の皮膜伸度が、400%以上1200%以下であることができる。
適用例1または適用例2において、
前記樹脂が、ウレタン系樹脂およびアクリル系樹脂から選択される少なくとも1種を含むことができる。
適用例1ないし適用例3のいずれか1例において、
前記樹脂が、自己乳化型の分散体であることができる。
適用例1ないし適用例4のいずれか1例において、
前記2−ピロリドン系溶剤の含有量が、1質量%以上8質量%以下であることができる。
適用例1ないし適用例5のいずれか1例において、
さらに、無機塩基を含有することができる。
本発明に係る捺染方法の一態様は、
適用例1ないし適用例6のいずれか1例に記載のインクジェット捺染用のインクを用いた捺染方法であって、
前記インクに含まれる成分と反応する凝集剤が付与された布帛の領域に、前記インクの液滴を付着させて画像を形成する画像形成工程を含む。
本発明に係るインクジェット捺染装置の一態様は、
適用例1ないし適用例6のいずれか1例に記載のインクジェット捺染用のインクを流通させる供給流路と、該供給流路に接続され前記インクを吐出するノズルと、を備えたヘッドと、
前記ヘッドに接続され、該ヘッドに供給される前記インクの流通を制限するバルブユニット、および、前記ヘッドの前記供給流路に設けられたフィルターユニットのうち少なくとも一方と、
を有する。
適用例8において、
前記バルブユニットに供給された前記インクが、空気と接触していてもよい。
適用例8または適用例9において、
前記フィルターユニットに供給された前記インクが、空気と接触していてもよい。
適用例8ないし適用例10のいずれか1例において、
前記バルブユニットは、圧力室と、導入室と、を有し、
前記導入室は、前記圧力室に供給するインクを貯留するものであり、
前記圧力室は、前記導入室の前記インクの流出を制限する圧力調整弁を介して該導入室に接続された接続部と、前記ヘッドの前記供給流路に接続された接続部と、を備え、
前記圧力室の容積が、400mm3以上5000mm3以下であることができる。
適用例8ないし適用例11のいずれか1例において、
前記フィルターユニットは、フィルター部材を有し、
前記フィルター部材の面積が、7mm2以上120mm2以下であることができる。
本発明の一実施形態に係るインクジェット捺染用のインクは、顔料と、樹脂と、2−ピロリドン系溶剤と、を含有し、pHが9.2以上10.5以下であり、布帛に対する記録に用いられることを特徴とする。
本実施形態に係るインクは、顔料を含有する。顔料としては、有機顔料および無機顔料のいずれも使用することができ、いずれの色の顔料も使用できる。
類、金属酸化物及び硫化物、並びにファーネスカーボンブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、及びチャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、さらには黄土、群青、及び紺青等の無機顔料を用いることができる。
本実施形態に係るインクは、樹脂を含有する。樹脂を含有することにより、インクと布帛の密着性を向上できるので、記録される画像の耐擦性を向上できる。
化型のエマルジョン)であることが好ましい。
本実施形態に係るインクは、2−ピロリドン系溶剤を含有する。2−ピロリドン系溶剤を含有する事で、樹脂に起因して発生した凝集物の発生を低減できた。2−ピロリドン系溶剤は樹脂に起因する凝集物を再溶解する機能を有すると推測するが、原因はこれに限られるものではない。凝集物が発生してもこれを溶解できるので、結果としてインク中の凝集物の発生が抑制される。このように、凝集物の発生が抑制できるので、インクの吐出安
定性が向上する。
本実施形態に係るインクは、水、有機溶剤、界面活性剤、pH調製剤、防腐剤・防かび剤等を含有してもよい。
水は、インクの主となる媒体であり、乾燥により蒸発飛散する成分である。水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、及び蒸留水等の純水、並びに超純水のような、イオン性不純物を極力除去したものが挙げられる。また、紫外線照射又は過酸化水素の添加などによって滅菌した水を用いると、インクを長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を防止することができる。インクに含まれる水の含有量としては、特に限定されるものではないが、インクの全質量に対して、例えば50質量%以上であることができ、さらには50質量%以上95質量%以下であることができる。
有機溶剤としては、例えば、1,2−アルカンジオール類、多価アルコール類、グリコ
ールエーテル類等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
ンク全質量に対して、0.05質量%以上6質量%以下であることができる。
界面活性剤は、表面張力を低下させ記録媒体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、例えば、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、およびフッ素系界面活性剤を好ましく用いることができる。
本実施形態に係るインクは、pH調製剤を含有することが好ましい。pH調製剤としては、後述するようにインクのpHを9.2以上10.5以下にできるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、有機塩基、無機塩基が挙げられる。
防腐剤・防かび剤としては、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、1,2−ジベンジンチアゾリン−3−オン(ICI社のプロキセルCRL、プロキセルBND、プロキセルGXL、プロキセルXL−2、プロキセルTN)等が挙げられる。
本実施形態に係るインクは、前述した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得られる。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。濾過方法としては、遠心濾過、フィルター濾過等を必要に応じて行なうことができる。
本実施形態に係るインクのpHは、9.2以上10.5以下であり、好ましくは9.3以上10.4以下である。インクのpHが上記範囲内にあると、インクの増粘や顔料等の凝集を抑制できるため、インクの保存安定性が優れたものとなるが、さらに、インクのpHが上記範囲内にあると、上述した2−ピロリドン系溶剤を含む場合にこれが樹脂に起因する凝集物の発生を抑制する機能を著しく高めることができることを見出した。これにより、樹脂に起因する凝集物の発生を効果的に抑制することができる。この原因は定かではないが、pHが上記範囲内にある場合に樹脂に起因する凝集物の発生を抑制するか、2−ピロリドン系溶剤による凝集物の再溶解を促進すると推測するが、原因はこれらに限るものではない。一方、インクのpHが上記範囲未満であると、凝集物の発生を抑制することができず、インクの吐出安定性が低下する傾向にある。また、インクのpHが上記範囲を超えると、インクの増粘や顔料等の凝集が発生して、インクの保存安定性が低下する傾向にある。なお、pHの測定は、例えば、pHメーター(商品名「ポータブルPHメーター
D−52S」、株式会社堀場製作所製)を用いて測定することができる。
本発明の一実施形態に係るインクジェット捺染装置は、上述のインクジェット捺染用のインクを流通させる供給流路と、該供給流路に接続されインクを吐出するノズルとを備えたヘッドと、バルブユニットおよびフィルターユニットのうち少なくとも一方と、を有す
る。
インクカートリッジ7a内のインクは、供給針112に供給されて、バルブユニット100内に流入する。
やすくなるので、樹脂に起因する凝集物が特に発生しやすくなる。その結果、凝集物がヘッドの供給流路やノズルを詰まらせて、インクの吐出安定性が低下する。このようにバルブユニットを備えるインクジェットプリンターを用いた場合であっても、上述したインクジェット捺染用のインクを用いれば、インクに含まれる2−ピロリドン系溶剤の作用により、気液界面での凝集物の発生を著しく抑制できる。
本発明の一実施形態に係るインクジェット捺染方法は、布帛に上述のインクジェット捺染用のインクの液滴を付着させて画像を形成する画像形成工程を含むものである。
本実施形態に係るインクジェット捺染方法は、前処理工程を含むことが好ましい。前処理工程は、画像形成工程の前に、画像が形成される布帛の領域に、インクに含まれる成分と反応する凝集剤を含有する前処理剤を付与する工程である。
画像形成工程は、上述のインクジェット捺染用のインクを前記布帛に付着させて、画像を形成する工程である。
本実施形態に係るインクジェット捺染方法は、前記画像形成工程の後に行われ、前記布帛を加熱する加熱工程を含んでいてもよい。すなわち、加熱工程は、布帛に形成された画像を乾燥させる工程である。これにより、インクに含まれる樹脂が十分に皮膜化するので、耐擦性に優れた画像が得られる。加熱工程に用いる加熱方法としては、特に限定されないが、例えば、ヒートプレス法、常圧スチーム法、高圧スチーム法、及びサーモフィックス法が挙げられる。また、加熱の熱源としては、以下に限定されないが、例えば赤外線(ランプ)が挙げられる。また、加熱処理時の温度は、各インクに含まれる樹脂を融着し、かつ、水分を蒸発させることができればよく、例えば150〜200℃程度とすることができる。
以下、本発明の実施形態を実施例によってさらに具体的に説明するが、本実施形態はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
顔料分散液を調製した後、これを用いて実施例および比較例のインクを得た。
)を15質量部加えてジルコニアビーズによるボールミルにて10時間分散処理を行って、顔料分散液(顔料分15%)を得た。
・マゼンタ顔料(C.I.ピグメントレッド122)
<樹脂>
・タケラック WS−6021(商品名、三井化学ポリウレタン株式会社製、アニオン性のエーテル系ウレタン樹脂エマルジョン、自己乳化タイプ、固形分30%、皮膜伸度750%)
・スーパーフレックス 150(商品名、第一工業製薬株式会社製、アニオン性のエステル・エーテル型ウレタン樹脂水分散体、自己乳化タイプ、固形分30%、皮膜伸度330%)
・スーパーフレックス 126(商品名、第一工業製薬株式会社製、アニオン性のエステル・エーテル型ウレタン樹脂水分散体、自己乳化タイプ、固形分30%、皮膜伸度87%)
<その他>
BYK−348(商品名、BYK社製、シリコーン系界面活性剤)
4.2.1. フィルター凝集物
インクジェットプリンター(セイコーエプソン株式会社製、商品名「EPSON MJ−3000C」)のインクカートリッジに上記のように調製したインクを充填した。そして、40℃・20%RHの条件の下、インクジェットプリンターに各インクを充填させた。そして、A4サイズの記録媒体への印刷を100枚/1日行い、印刷を行わない時間はプリンターを休止させた。また、ノズルからヘッド内のインクを吸引して、ヘッド及びインクカートリッジからヘッドへインクを供給するインク経路に存在するインクを新たなインクと置き換えること(リフレッシュ)を1回/週でおこなった。30日後、ヘッド内のフィルター部材(孔径10μm)に捕捉された凝集物を顕微鏡で観察して、フィルター部材に対する凝集物の被覆率を算出した。評価基準は次の通りであり、評価結果を表1および表2に併せて示す。
○:フィルター部材の被覆率が1%未満
△:フィルター部材の被覆率が1%以上3%未満
×:フィルター部材の被覆率が3%以上
上記のフィルター凝集物試験で30日経過後のプリンターのノズルからインクを吐出させて、ノズル抜けおよびインクの飛行曲がりの有無を、記録させたノズルチェックパターンを目視にて確認することにより、吐出安定性を評価した。評価基準は次の通りであり、評価結果を表1および表2に併せて示す。
○:ノズルの目詰まりは発生しないが、吐出方向の曲がりが僅かに発生する
×:ノズルの目詰まりが発生する
得られたインクをサンプル瓶に10mL加え、密栓して70℃で6日間静置した。その後、インクの粘度変化率、インクに含まれる顔料の粒子径の変化率、インクの表面張力の変化率を測定した。具体的には、粘度変化率は、粘弾性試験機MCR−300(商品名、Pysica社製)を用いて、保存前後の20℃における粘度を測定することにより得られた。また、粒子径の変化率は、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布計(例えば、「マイクロトラックUPA」日機装株式会社製)を用いて、保存前後の顔料の粒子径を測定することにより得られた。表面張力の変化は、自動表面張力計CBVP−Z(商品名、協和界面科学株式会社製)を用いて、保存前後のインクについて、20℃の環境下で白金プレートをインクで濡らしたときの表面張力を測定することにより得られた。
○:すべての物性の変化率が5%未満であるが、少なくとも1つの物性の変化率が3%以上
×:少なくとも1つの物性の変化率が5%以上
インクに含まれる樹脂の皮膜伸度が及ぼす影響を検討するために、以下の引っ張り試験
を行った。
B:若干のひび割れが発生した
C:ひび割れが顕著に発生した
バルブユニットの圧力室の容積およびフィルター部材の面積が、インクの凝集物の発生に影響するかを検証した。具体的には、表4の参考例4〜参考例8に記載のユニットおよびインクを組み合わせたインクジェット記録装置を用いて、フィルター凝集物の発生状況を確認した。また、凝集物の発生に伴うインクの吐出安定性について、併せて確認した。
表1の評価結果によれば、実施例に係るインクはいずれも、2−ピロリドン系溶剤を含有し、かつpHが9.2〜10.5の範囲内にあるので、気液界面での凝集物の発生を抑制でき、保存安定性に優れていることが示された。
Claims (12)
- 顔料と、樹脂と、2−ピロリドンと、を含有し、
pHが9.2以上10.5以下であり、
布帛に対する記録に用いられる、インクジェット捺染用のインクであって、
前記樹脂が、水分散性のエマルジョンである、インクジェット捺染用のインク。 - 請求項1において、
前記樹脂の皮膜伸度が、400%以上1200%以下である、インクジェット捺染用のインク。 - 請求項1または請求項2において、
前記樹脂が、ウレタン系樹脂およびアクリル系樹脂から選択される少なくとも1種を含む、インクジェット捺染用のインク。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、
前記水分散性のエマルジョンが、自己乳化型である、インクジェット捺染用のインク。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、
前記2−ピロリドンの含有量が、1質量%以上8質量%以下である、インクジェット捺染用のインク。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか1項において、
さらに、無機塩基を含有する、インクジェット捺染用のインク。 - 請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のインクジェット捺染用のインクを用いた捺染方法であって、
前記インクに含まれる成分と反応する凝集剤が付与された布帛の領域に、前記インクの液滴を付着させて画像を形成する画像形成工程を含む、捺染方法。 - 請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のインクジェット捺染用のインクを流通させる供給流路と、該供給流路に接続され前記インクを吐出するノズルと、を備えたヘッドと、
前記ヘッドに接続され、該ヘッドに供給される前記インクの流通を制限するバルブユニット、および、前記ヘッドの前記供給流路に設けられたフィルターユニットのうち少なくとも一方と、
を有する、インクジェット捺染装置。 - 請求項8において、
前記バルブユニットに供給された前記インクが、空気と接触している、インクジェット捺染装置。 - 請求項8または請求項9において、
前記フィルターユニットに供給された前記インクが、空気と接触している、インクジェット捺染装置。 - 請求項8ないし請求項10のいずれか1項において、
前記バルブユニットは、圧力室と、導入室と、を有し、
前記導入室は、前記圧力室に供給するインクを貯留するものであり、
前記圧力室は、前記導入室の前記インクの流出を制限する圧力調整弁を介して該導入室に接続された接続部と、前記ヘッドの前記供給流路に接続された接続部と、を備え、
前記圧力室の容積が、400mm3以上5000mm3以下である、インクジェット捺染装置。 - 請求項8ないし請求項11のいずれか1項において、
前記フィルターユニットは、フィルター部材を有し、
前記フィルター部材の面積が、7mm2以上120mm2以下である、インクジェット捺染装置。
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