JP7434774B2 - インクジェット記録装置及びインクジェット方法 - Google Patents
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Description
本実施形態のインクジェット記録装置は、捺染インク組成物と、捺染インク組成物を吐出する液体噴射ヘッドと、を備える。液体噴射ヘッドは、捺染インク組成物を吐出するノズルと、捺染インク組成物が供給される圧力室と、圧力室の捺染インク組成物を循環可能とする循環流路と、を有する。
液体噴射ヘッドは、図1に示すように、ノズル1と、捺染インク組成物が供給される圧力室2と、圧力室2の組成物を循環可能とする循環流路3とを有する。これにより、捺染インク組成物をヘッド内で循環させることが可能となり、ノズル近傍でのインク組成物の固化が抑制され、高発色の記録物を得ることができる。
捺染インク組成物は、水溶性染料と、水溶性有機溶剤と、水と、を含有し、必要に応じて、尿素、界面活性剤、pH調整剤、その他の添加剤を含んでもよい。
水溶性染料としては、特に制限されないが、例えば、酸性染料、反応性染料、又は直接染料が挙げられる。染料は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
水溶性有機溶剤としては、特に制限されないが、例えば、グリセリン;メタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、イソブタノール、2-メチル-2-プロパノール、1,3-ブタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル1,5-ペンタンジオール、及び1,2-ヘキサンジオールなどの低級アルコール類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、及びトリプロピレングリコールなどのグリコール類;ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、及びテトラエチレングリコールジエチルエーテルなどのグリコール類の誘導体;2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、及びN-エチル-2-ピロリドン等の環状アミド化合物が挙げられる。水溶性有機溶剤は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
水の含有量は、捺染インク組成物の総量に対して、好ましくは15~75質量%であり、より好ましくは20~70質量%である。水の含有量が上記範囲内であることにより、目詰まり回復性がより向上する傾向にある。
捺染インク組成物が尿素を含有することが好ましい。尿素を含むことにより、捺染インク組成物の湿潤性が向上し、目詰まり回復性がより向上する傾向にある。
界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、及びシリコーン系界面活性剤が挙げられる。
pH調整剤としては、特に制限されないが、例えば、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物;アンモニア、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン等のアミン類;・アジピン酸、クエン酸などのカルボン酸類が挙げられる。これらのpH調整剤は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられる。
本実施形態に係るインクジェット方法は、上記インクジェット記録装置を用いたインクジェット方法であって、上記捺染インク組成物を、液体噴射ヘッドで吐出して記録媒体に付着させる吐出工程を有する。
吐出工程では、捺染インク組成物を液体噴射ヘッドから吐出して記録媒体に付着させる。より具体的には、圧力発生手段を駆動させて、液体噴射ヘッドの圧力発生室内に充填された組成物をノズルから吐出させる。このような吐出方法をインクジェット法ともいう。
本実施形態のインクジェット法は、液体噴射ヘッド内の組成物を加熱する第1加熱工程を有してもよい。より具体的には、圧力室2、循環流路3、連通路4により構成される循環経路内の組成物を加熱する加熱工程を有していてもよい。加熱手段は、特に制限されないが、例えば、圧力室2、循環流路3、又は連通路4に設けることができる。また、そのほかに、ノズルプレートを加熱する加熱手段を設けてもよいし、循環経路3が液体噴射ヘッド10外を経由する場合には、液体噴射ヘッド10外に存在する循環経路3に加熱手段を設けてもよい。さらに、圧力室よりも上流のインク流路に加熱手段を設けてもよい。ここで、インク流路とは、インクを流通させるための流路をいう。インク流路としては、例えば、インクを貯留するインク収容容器からインクジェット式記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給路なども含まれる。
本実施形態のインクジェット方法は、吐出工程後、捺染インク組成物が付着した記録媒体を加熱する第2加熱工程をさらに有してもよい。加熱することにより、付着した捺染インク組成物の水分及び溶剤分を蒸発させることができ、記録媒体を巻き取ったり重ねたりする場合に、付着した捺染インク組成物が記録媒体の裏面や非付着部に転写するといった不具合を防止することができる。
本実施形態のインクジェット方法に於いては、記録媒体に付着した染料を固着させるため、上記工程の後、記録媒体を高温環境下で水蒸気に曝露することで、固着工程(スチーム工程)を行うことが好ましい。使用する布帛の種類や染料種によって好適な範囲は若干異なるが、温度はおおむね100~110℃の範囲が好ましい。曝露時間は、綿やビスコースレーヨンなどのセルロース系繊維の場合は、10~20分、絹や羊毛、ナイロンといったアミド系繊維の場合は、20~40分程度が好ましい。これらの範囲で固着処理を行うことで、染料が繊維に良好に染着する。
本実施形態のインクジェット方法に於いては、固着工程の後、記録媒体を洗浄し、その後乾燥を行うことが好ましい。具体的な流れとしては、(1)水洗(常温)、(2)湯洗、(3)ソーピング、(4)乾燥となるが、(1)と(2)はどちらか一方でも良い。(1)~(3)においては、未固着の染料を十分に洗い流すことを目的としており、それぞれ数分程度以上行うことが望ましい。また(2)で使用する湯の温度としては40~60℃が好ましい。
記録媒体としては、特に制限されないが、例えば、布帛を用いることができる。布帛としては、特に限定されないが、例えば、絹、綿、羊毛、ナイロン、レーヨン等の天然繊維又は合成繊維が挙げられる。
表1~2に記載の組成となるように、ステンレス製容器である混合物用タンクに、各成分を入れ、混合攪拌して完全に溶解させた後、さらに常温で1時間混合撹拌し、さらに5μmのメンブランフィルターでろ過することにより各例の捺染インク組成物を得た。なお、表中の各例に示す各成分の数値は特段記載のない限り質量%を表す。
・Acid Black 172
・Acid Red 249
・Acid Yellow 79
・Acid Blue 140
・Direct Blue 199
・Acid Orange 33
・Direct Orange 26
・Acid Red 138
・Acid Violet 54
・Acid Orange 116
・Acid Blue 290
・Reactive Black 39
・Reactive Black 5
・Reactive Yellow 95
・Reactive Red 31
・Reactive Red 3:1
・Reactive Blue 49
・Reactive Orange 13
・Reactive Yellow 15
・Reactive Red 123
・Reactive Blue 222
<水溶性有機溶剤>
・プロピレングリコール
・ジエチレングリコール
・1,2-ヘキサンジオール
・1,3-ブタンジオール
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル
・2-メチル-1,3-プロパンジオール
・2-ピロリドン
・グリセリン
・トリエチレングリコール
・3-メチル1,5-ペンタンジオール
・トリエチレングリコ-ルモノブチルエーテル
<pH調整剤>
・トリエタノールアミン(TEA)
・トリイソプロパノールアミン (TPA)
・アジピン酸
・クエン酸
<界面活性剤>
・サーフィノール465(日信化学工業株式会社、アセチレングリコール系界面活性剤)
・サーフィノール104H(日信化学工業株式会社、アセチレングリコール系界面活性剤)
<その他>
・尿素
2.1.目詰まり回復性の評価
インクジェット記録装置2として、Monna-Lisa EVO T16 180(Robustelli社製)を用意した。インクジェット記録装置1として、インクジェット記録装置2を図1に示すような循環流路を有する液体噴射ヘッドを備えるように改造した記録装置を用意した。インクジェット記録装置1とインクジェット記録装置2それぞれを用いて、23℃50%RH条件にて、液体噴射ヘッドから捺染インク組成物を10分間連続吐出させた後、キャッピングなどをせずにそのままの状態で1時間放置した。
(評価基準)
S:500発以下で正常化
A:500発超過2000発以下で正常化
B:2000発超過5000発以下で正常化
C:5000発超過10000発以下で正常化
D:10000発で正常化せず、ノズルクリーニングを行うことで正常化
E:10000発で正常化せず、ノズルクリーニングを行っても一部のノズルで正常化しない
F:10000発で正常化せず、ノズルクリーニングを行っても、殆どのノズルで吐出しない
インクジェット記録装置1を用いて、布帛に対して、捺染インク組成物の付着量が19.3g/m2となるようにべた印刷を行った。なお、布帛としては、絹布(絹羽二重14匁、色染社製)を、アルギン酸ナトリウム1.0質量%、グアガム1.0質量%、硫酸アンモニウム4.0質量%、尿素10.0質量%、水(残量)を含む、前処理液で処理し、マングルにてピックアップ率20%で絞り乾燥させたものを使用した。
インクジェット記録装置1を用いて、布帛に対して、捺染インク組成物の付着量が19.3g/m2となるようにべた印刷を行った。なお、布帛としては、綿布(綿ブロード シル付、色染社製)。を、アルギン酸ナトリウム1.0質量%、グアガム1.0質量%、硫酸アンモニウム4.0質量%、尿素10.0質量%、水(残量)を含む、前処理液で処理し、マングルにてピックアップ率20%で絞り乾燥させたものを使用した。
上記のようにして得られた印捺布1及び2について、分光濃度計 FD-7(コニカミノルタ製)を用いて、印捺布の濃度(OD値)を測定した。なお、測定においては、各色材の色に合わせ偏向フィルタを用い、それぞれの色材に好適な色領域(Dk、Dc、Dm、Dy)の値を求めた。また、測定条件としては、光源:D65、視野角10度、Status-T、UVフィルタ有とした。結果を表4に示す。
上記のようにして得られた印捺布について、洗濯堅牢度(JIS L 0844:2011 A-2号)、汗堅牢度(JIS L 848:2004)、水堅牢度(JIS L 846:2004)の各規格に準拠して、堅牢度試験を実施した。なお、試験に使用した添付白布は、インク:A1~P1についてはJIS L 0803記載の絹(2-1号)を使用した。また、インク:A3~O3ついてはJIS L 0803記載の綿(3-1号)を使用した。なお、添付白布は日本規格協会より購入したものを用いた。結果を表5に示す。なお、表5中の数値は、各堅牢度試験結果の級数を表す。
インクジェット記録装置1を用いて、比較例のインク組成物(A2、B2、F2、M2)を用いて、単位面積当たりの染料付着量がそれぞれ実施例のインク組成物(A1、B1、F1、M1)と同じになるように印加量を調整して、ベタ印刷を行い、印捺布を作成した。
(評価基準)
A: 端部の滲みは無く、輪郭は非常にシャープではっきりしている。
B: やや滲みはあるが、輪郭は識別できる。
C: 色が滲んでしまい、輪郭がぼやけてわかりにくい。
D:滲みが甚大で、輪郭がどこにあるか判別できない。
表1~2に、各例で用いた捺染インク組成物の組成を示し、表3~6に各評価結果を示した。これら表から、水溶性染料を所定量含む捺染インク組成物を、所定の液体噴射ヘッドで吐出する記録装置は、目詰まり回復性に優れ、また、にじみを生じさせずに高濃度印捺が可能であることが分かる。
Claims (7)
- 捺染インク組成物と、該捺染インク組成物を吐出するノズルを有する液体噴射ヘッドと、を備えるインクジェット記録装置であって、
前記捺染インク組成物が、水溶性染料と、水溶性有機溶剤と、水と、を含有し、
前記水溶性染料の含有量が、前記捺染インク組成物の総量に対して、10質量%以上であり、
前記液体噴射ヘッドが、前記捺染インク組成物を吐出する前記ノズルと、前記捺染インク組成物が供給される圧力室と、前記圧力室の前記捺染インク組成物を循環可能とする循環流路とを有し、
前記水溶性有機溶剤が、20℃における蒸気圧が1Pa以上の第1水溶性有機溶剤と、20℃における蒸気圧が1Pa未満の第2水溶性有機溶剤と、を含み、
前記第1水溶性有機溶剤に対する前記第2水溶性有機溶剤の含有量比が、質量基準で、0.02~2である、
インクジェット記録装置。 - 前記水溶性染料が、酸性染料、反応性染料、又は直接染料である、
請求項1に記載のインクジェット記録装置。 - 前記水溶性染料の含有量が、前記捺染インク組成物の総量に対して、20質量%以上である、
請求項1又は2に記載のインクジェット記録装置。 - 前記捺染インク組成物が、尿素を含有する、
請求項1~3のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。 - 前記水溶性染料に対する前記尿素の含有量比が、質量基準で、0.1~0.3である、
請求項4に記載のインクジェット記録装置。 - 前記染料が、アシッドブルー138、アシッドブルー290、アシッドバイオレット54、アシッドオレンジ116、リアクティブイエロー15、リアクティブレッド123、又はリアクティブブルー222の少なくともいずれかである、
請求項1~5のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。 - 請求項1~6のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置を用いたインクジェット方法であって、
捺染インク組成物を、液体噴射ヘッドで吐出して記録媒体に付着させる吐出工程を有し、
前記捺染インク組成物が、水溶性染料と、水溶性有機溶剤と、水と、を含有し、
前記水溶性染料の含有量が、前記捺染インク組成物の総量に対して、10質量%以上であり、
前記液体噴射ヘッドが、前記捺染インク組成物を吐出する前記ノズルと、前記捺染インク組成物が供給される圧力室と、前記圧力室の前記捺染インク組成物を循環可能とする循環流路とを有する、
インクジェット方法。
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