JP7434807B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
前記水系インク組成物は、40mN/m以下の表面張力を有し、
前記水系インク組成物は、100℃以上の融点を有するワックスを含有し、
前記キャップ部材は、前記ノズルとの接触面に、シリコーン系消泡剤を含む塗膜を有する、
インクジェット記録装置に関する。
本実施形態に係るインクジェット記録装置は、水系インク組成物(以下、単に「インク組成物」ともいう。)と、当該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、当該ノズルを保護するキャップ部材と、を備える。本実施形態に係るインクジェット記録装置におけるインク組成物は、40mN/m以下の表面張力を有し、且つ、100℃以上の融点を有するワックスを含有する。さらに、当該キャップ部材は、当該ノズルとの接触面に、シリコーン系消泡剤を含む塗膜を有する。
本実施形態に係るインクジェット記録装置は、以上の構成を有することで、記録物の優れた発色性を得ながら、ノズル抜けの発生を抑制することができる。
本実施形態に係るインクジェット記録装置は、ノズルを保護するキャップ部材を有する。図2は、本実施形態に係るキャップ部材の概略構成図である。キャップ部材としては、例えば、図2に示すキャップ部材20が挙げられる。キャップ部材20は、装着時にノズル列の周りを囲んで接触する開口部21と、ノズルへの装着時にノズルと接触しない底面部23とを備える。キャップ部材20の材料は、特に限定されないが、例えば、ゴム等のエラストマー材料である。
キャップ部材が、シリコーン系消泡剤を含む塗膜を有することで、キャップ部材内での発泡を抑制し、ノズル抜けの発生が抑制される。シリコーン系消泡剤としては、特に限定されないが、例えば、シリコーン系界面活性剤が挙げられる。
インク組成物は、水系インク組成物である。水系インク組成物とは、溶剤として水を含むインク組成物を意味する。
インク組成物は、40mN/m以下の表面張力を有する。40mN/m以下の表面張力を有することで、優れた発色性を示す記録物が得られる。これは、表面張力が40mN/m以下であることで、記録媒体に対して濡れ広がりやすくなるためである。インク組成物の表面張力は、好ましくは10mN/m以上であり、より好ましくは20mN/m以上であり、さらに好ましくは25mN/m以上であり、よりさらに好ましくは30mN/m以上である。インク組成物の表面張力が、当該下限値以上であることで、耐滲み性を向上させることができる。
インク組成物は、100℃以上の融点を有するワックスを含有する。当該ワックスを含有することで、キャップ部材に含まれるシリコーン系消泡剤の消泡能をより長期間持続することができ、ノズルの抜けを抑制することができる。
本実施形態に使用するインク組成物は、好ましくは色材を含有する。色材は、顔料であっても、染料であってもよい。
インク組成物は、顔料を分散する観点から、好ましくは分散剤を含有する。分散剤は、ノニオン性分散剤であっても、アニオン性分散剤であってもよい。ノニオン性分散剤としては、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテルが挙げられる。ノニオン性分散剤が含まれると、インク組成物中にシリコーン系消泡剤が溶解しやすくなるため、発砲に起因するノズル抜けが発生しやすくなるが、本実施形態に係るインクジェット記録装置では、インク組成物中にノニオン性分散剤が含まれる場合であっても、ノズル抜けを抑制することができる。
インク組成物に含まれる水としては、特に限定されないが、例えば、イオン交換水、限外ろ過水、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が用いられる。また、紫外線照射や過酸化水素の添加などによって滅菌した水を使用すると、インク組成物を長期間保存する場合に、かびやバクテリアの発生を抑制することができる。水の含有量は、特に限定されないが、インク組成物の全質量に対して、例えば、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95質量%以下であり、さらに好ましくは55質量%以上90質量%以下である。
インク組成物は、溶媒として有機溶剤を含有していてもよい。有機溶剤を含有することにより、粘度、表面張力等のインクジェットインクの物性や、記録媒体に塗布した際の乾燥、浸透等の挙動を制御することができる。
インク組成物は、定着剤を含有していてもよい。定着剤は、インク組成物の記録媒体に対する定着性や、インク組成物が形成する塗膜の強度を向上させる機能を有する。定着剤としては、特に限定されないが、例えば、水溶性樹脂、樹脂粒子が挙げられる。
本実施形態に係るインクジェット記録装置に用いられる記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、吸収性の記録媒体又は非吸収性の記録媒体のいずれであってもよい。本実施形態に係るインクジェット記録装置では、水溶性のインク組成物の浸透が困難な非吸収性記録媒体から、水溶性のインク組成物の浸透が容易な吸収性記録媒体まで、様々な吸収性能を持つ記録媒体に幅広く適用できるが、吸収性記録媒体に適用することが好ましい。
記録媒体は、布帛であることが好ましい。布帛を構成する繊維としては、特に限定されないが、例えば、綿、麻、羊毛、絹等の天然繊維、ポリプロピレン、ポリエステル、アセテート、トリアセテート、ポリアミド、ポリウレタン等の合成繊維、ポリ乳酸等の生分解性繊維、及びこれらの混紡繊維が挙げられる。
本実施形態において、布帛は処理液によって処理されていることが好ましい。処理液は、インクジェット記録の記録媒体として布帛を用いる場合に、布帛に対して予め付着して用いるものであり、例えば、カチオン性化合物と、上記の水や有機溶剤を含有する。
本実施形態のインクジェット記録方法は、本実施形態に係る液体噴射ヘッドを備えるインクジェット記録装置を用いる。本実施形態のインクジェット記録方法は、液体噴射ヘッドからインク組成物を吐出する工程(以下、「吐出工程」ともいう)を含む。なお、当該インク組成物は、上述の本実施形態に係るインク組成物である。
本実施形態のインクジェット記録方法は、ノズルから上述のインク組成物を吐出する。吐出したインク組成物は、例えば、布帛に付着させる。つまり、本実施形態のインクジェット記録方法では、記録媒体として布帛を用いてもよい。本実施形態において、吐出工程でインクジェット法を用いることにより、スクリーン捺染等のアナログ捺染で必要な版が不要となるなど、多品種少量生産への対応が容易になると共に、高精細な画像、テキスト、模様、色彩等を形成することができる。
本実施形態のインクジェット記録方法は、吐出工程の後に、記録媒体に付着したインク組成物を加熱すること(以下、「加熱工程」ともいう)をさらに含んでいてもよい。
本実施形態のインクジェット記録方法は、加熱工程後に、インク組成物が付着した被記録媒体を洗浄すること(以下、「洗浄工程」ともいう)をさらに含んでいてもよい。洗浄工程により、繊維に染着していない着色剤を効果的に除去することができる。洗浄工程は、例えば水を用いて行うことができ、必要に応じてソーピング処理を行ってもよい。ソーピング処理方法としては、特に限定されないが、例えば、即ち未固着の顔料を熱石鹸液等で洗い落とす方法が挙げられる。
ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル「エマルゲンA500」(製品名、花王株式会社製)5質量部、イソプロピルアルコール2質量部、及びイオン交換水80質量部を混合し、得られた混合物をウォーターバスで70℃に加温し、樹脂分を完全に溶解させた。この溶液に顔料として、キナクリドン系顔料、C.I.ピグメントレッド122「CROMOPHTAL Pink PT」(製品名、チバ・スペシャリティーケミカル社製)14質量部を加え、30分間プレミキシングを行った後、分散メデイアとして直径0.3mmのジルコニウムビーズを使用し分散機「コスモミル」(製品名、アイリッヒ社製)で3時間、分散処理することによりP.R.122分散液を調製した。
各材料を下記の表1に示す組成で混合撹拌し、各インク組成物を得た。具体的には、各材料を均一に混合し、フィルターで不溶解物を除去することにより、各インク組成物を調製した。
P.R.122分散体:上述の方法により得られたP.R.122分散液
W-6061:ウレタン樹脂粒子「タケラックW-6061」(製品名、三井化学株式会社製)
E-1010:アセチレングリコール系界面活性剤「オルフィンE-1010」(製品名、日信化学工業株式会社製)
BYK-349:シリコーン系界面活性剤「BYK-349」(製品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製)
S-231:フッ素系界面活性剤「サーフロンS-231」(製品名、AGCセイミケミカル株式会社製)
E-6500:ポリエチレンワックスエマルション「ハイテックE-6500」(製品名、東邦化学工業株式会社、融点140℃、表中の数字は固形分量を示す。)
AQUACER515:ポリエチレンワックスエマルション「AQUACER515」(製品名、BYK社製、融点135℃、表中の数字は固形分量を示す。)
E-8237:ポリエチレンワックスエマルション「ハイテックE-8237」(製品名、東邦化学工業株式会社、融点106℃、表中の数字は固形分量を示す。)
AQUACER537:パラフィンワックスエマルション「AQUACER537」(製品名、BYK社製、融点110℃、表中の数字は固形分量を示す。)
AQUACER539:パラフィンワックスエマルション「AQUACER539」(製品名、BYK社製、融点60℃、表中の数字は固形分量を示す。)
グリセリン(SP値31(cal/cm3)1/2)
トリエチレングリコール(SP値27.5(cal/cm3)1/2)
BTG:トリエチレングリコールモノブチルエーテル(SP値20.4(cal/cm3)1/2)
1,2-HD:1,2-ヘキサンジオール(SP値24.7(cal/cm3)1/2)
MS-575:シリコーン系消泡剤「FOAMBAN MS-575」(製品名、MUNZING CHEMIE GmbH社製)
硝酸カルシウム四水和物(Ca:17質量%)20質量部と、定着樹脂として、アクリル樹脂「モビニール6960」(日本合成化学株式会社製)2質量部と、アセチレン系界面活性剤「E1010」(製品名、日信化学工業株式会社製)0.5質量部と、イオン交換水77.5質量部とを混合して作製した。
上述の方法で調製した処理液を、ピックアップ率80%で、布帛(綿100%、平織)に塗布し、160℃で2分間乾燥させた。
1列に48ノズル開口を有し、それらのノズル開口のノズル間隔が120dpi(ドット/インチ)であるノズル列を6列備えたヘッドを搭載したインクジェットプリンタ「PM-870C」(製品名、セイコーエプソン株式会社製)を使用した。上述の前処理施した布帛に対して1ドット当たりの吐出インク質量を約40ngとし、縦横のインク付着密度を360×360dpiとして記録を行った。
――発色性――
得られた各記録物について、測色機「i1-Pro」(X-Rite社製)を用いて、OD値を測定し、以下の評価基準に従い評価した。
(評価基準)
A:OD値が1.3以上である。
C:OD値が1.3未満である。
上述のプリンターを用いて所定の大きさのノズルを保護するためのキャップ部材を用いた。表中に塗布消包剤の種類が示されている実施例及び比較例では、キャップ部材に1質量%に希釈したシリコーン系消泡剤「FOAM BAM(登録商標)MS-575」(製品名、Munzing社製)の溶液を塗布し乾燥させた。上述のインクジェット記録方法で記録を行った後、下記のクリーニング動作をおこないその後ノズルチェックをおこなったときのノズル抜け本数をカウントし、以下の評価基準で評価した。ここでは、クリーニング動作に耐えられるかを確認する。
(クリーニング動作)
キャップ部材が、ノズルと接した後、キャップ部材からインク組成物を減圧吸引した。なお、クリーニング量は1チップ当たり2gのインク組成物を吸引し、吸引は廃液経路へ備えられたローラーポンプでおこなった。減圧停止後、ノズルから、キャップ部材を離した。
(評価基準)
A:100回以上クリーニング動作してもノズル抜けなし
B:70回以上100回未満の範囲でクリーニング動作してもノズル抜けなし
C:10回以上70回未満の範囲でクリーニング動作してもノズル抜けなし
D:10回未満のクリーニング動作でノズル抜け発生
上記インクジェット記録方法により、各例のインクとYellowインクのストライプ画像を印刷した時の境界の状態を評価した。なお、Yellowインクとしては、表1中のインク組成No. A71を用いた。
(評価基準)
A:滲みはほとんど目立たない
C:滲みがわずかに目立つ(薄い箇所や滲んでいる部分が一部にある。)
インク組成物50gにバブルユニット材料(シリコンゴム片)1gを投じて60℃2週間加熱した時の異物量の発生を確認し、以下の評価基準で評価を行った。
(評価基準)
A:異物が発生しない
C:異物が発生する
Claims (8)
- 水系インク組成物と、前記水系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、前記ノズルを保護するキャップ部材と、を備えるインクジェット記録装置であって、
前記水系インク組成物は、40mN/m以下の表面張力を有し、
前記水系インク組成物は、100℃以上の融点を有するワックスを含有し、
前記キャップ部材は、前記ノズルとの接触面に、シリコーン系消泡剤を含む塗膜を有する、
インクジェット記録装置。 - 前記水系インク組成物を付着させる記録媒体が、布帛である、請求項1に記載のインクジェット記録装置。
- 前記水系インク組成物が、アセチレン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、又はフッ素系界面活性剤を含有する、請求項1又は2に記載のインクジェット記録装置。
- 前記水系インク組成物が、20~25(cal/cm3)1/2のSP値を有する有機溶剤を含有する、請求項1~3のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記キャップ部材中で、前記ノズル側から加圧する加圧クリーニングをする機構を有する、請求項1~4のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記キャップ部材の開口形状が、2.0倍以上の長軸/短軸比率を有し、且つ、3.0~4.0cm2の開口面積を有する、請求項1~5のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記水系インク組成物が、顔料及び樹脂粒子の少なくとも一方を含有する、請求項1~6のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記水系インク組成物が、ノニオン性分散剤を含有する、請求項1~7のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
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