JPS6175870A - インクジエツト染色装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、布帛に滲み防止処理を施しながら染色を行な
うインクジェット染色装置に関する。

［従来技術］ 従来、布帛に図柄を形成する方法として、手捺染、ロー
ラ捺染、スクリーン捺染、転写捺染が採用されて来たが
、いずれもあらかじめ図柄を形成したスクリーン、彫刻
ローラ、転写紙等を用意しておくことが必要であり、こ
れらの方法では経済的な点のみならず、ファッションの
多様化している今日に要求される多種多様性、少量生産
性ならびに即時プリント性（スピード）を満足すること
は出来ない。

一方、オフィスオートメーションの普及等に従って、近
年、紙の印写分野でインクジェットによる印写方式が発
達し実用化されている。インクジェット方式による印刷
は、インク液滴を飛翔させて対象物に付着させるので対
象物を限定する必要がない融通性を有している。また、
インクジェット方式では、インクの供給制御をコンピュ
ータ等が容易に行なうことができる。そのため、インク
ジェットプリンタと図形読取様、カラースキャナ、ある
いはデジタイザ等と結合し、ざらにコンピュータによっ
て画像処理を施せば任意の図柄が即時にプリントできる
利点があり、これを捺染に利用する試みがなされている
（例えば特公昭５４−１８９７５号公報）。

しかし、インクジェット方式を布帛の捺染に適用する場
合、布帛は紙と異なり吸水性の程度が多様であり、かつ
繊維組織や編械組械の方向性や空隙があるため、染料イ
ンクが縦、横方向へ滲み、鮮明な図柄が得られない。か
かる欠点を克服するために被印写布帛をあらかじめ加熱
したり、該布帛を加熱しながら染色液を付与する等、乾
燥を迅速化する方法も提案されているが、かかる方法だ
けで滲みを防止することはそれほど期待できない。

またインクの粘度を上げることも考えられるが、インク
ジェットノズルからインクを飛翔させるための粘度は、
例えば通常の捺染で使用するようなペースト状の粘度で
は到底使えず、極めて低粘度のものしか実用性がない。

さらに、布帛の捺染が紙への印字と異なる点は付与する
インク量である。紙の場合はインクは堅牢に付着さえし
ていれば表面だけでよい。紙への印字では過度に紙の両
面を利用する場合は反対側までインクが浸透しては不都
合である。従って、特にインクを付与することがないの
で印写後、乾燥工程を必要とすることはない。

これに対して、繊維は衣服を着用中または洗濯などをす
ることにより捩れることがあるので、片側の表面だけに
インクが付着していたのでは濃度が薄くなってしまい易
い。また、紙と異なり洗濯など苛酷な環境条件にさらさ
れるため、強力な染色堅牢度を要求される。従って、布
帛の反対側まで浸透させるように充分インクを付与する
必要がある。布帛が長尺の場合、染色終了した部分は順
次ロールに巻取るのが通常であるが、未乾燥の布帛同志
が接触すると混色が生じやすい。

［発明が解決しようとする問題手点］ 本発明はインクジェット方式による染色において、滲み
がなくシャープで鮮明な図柄を形成し得るインクジェッ
ト染色装置を提供するものである。

さらに、印写後、巻取るまでの距離を短縮し装置を小型
化するとともに高速印写が可能なインクジェット染色装
置を提供するものである。

［発明の構成および作用］ 本発明は、インクジェット方式による布帛の染色装置に
おいて、染色部の前に布帛に滲み防止液を含浸させる滲
み防止処理装置を設けたことを特徴とするインクジェッ
ト染色装置である。

以下、本発明を第１図に従って説明するが必ずしもこれ
に限定されるものではない。

第１図において、２．２′はインクジェットヘッド部で
ある。本発明に適応できるインクジェット方式としては
圧力パルス方式（バブルジェット方式も含む。）、静電
パルス方式、静電吐出静電偏向方式、圧力吐出静電偏向
方式その他任意のインクジェット方式が適用可能である
。

ノズルの数はフルカラーを実現するためには原理的に３
ノズルでよいが、現実には３色を混合しても真黒が得難
いので最低４ノズルを設けるのが通常である。染色速度
を高めるためノズル数は適宜増加する。ノズルの配置と
しては布帛全体をカバーできるラインノズルであればノ
ズルは移動させる必要はない。しかし、ノズルを小ピツ
チで配置するのは困難なこと、またノズル数が増えると
必然的に装置が高価となるので少数ノズルを移動して用
いることが多い。ノズルは布帛送り方向と直角方向に往
復させる。この場合、柱方向のみで描画する方が位置記
録制度は得易いが、往復で描画する方が描画速度は大き
くなる。

第１図では各色ノズルを移動方向上１列に配置し、かつ
そのヘッドを２ポジシヨン設置して布帛の左半分と右半
分を各ポジションが担当するようにしたものを示す。

記録密度としては１〜３２ドツト／ｍｍ、望ましくは４
〜１６ドツト／ｍｍが良い。色濃度を換える場合に吐出
インク粒径を変化させる方式もあるが、インクジェット
方式においてインク粒径を広範囲にわたって変化させる
のは困難であり、一定面積（画素）中のドツト数で変化
させる方式が多くとられる。画素密度としては１〜８画
素／ｍｍが良い。

各色は同一地点上に重複してプロットするのが一般的で
あるが、異なる色を並べてプロットする方式もある。色
彩は通常シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック各色を
面積変調して得るのが通常である。しかし、面積変調で
は取り得る階調が少ないので濃いインクと淡いインクを
併用する場合がある。また色数が少なくてよい場合には
３原色を混合するのではなく、直接所望の色のインクで
描画してもよい。布帛は織り目、編み目が規則的である
からドツト間隔が規則的であるとモアレ縞を生じること
があり、特に織り目が粗く記録密度が低い場合にモアレ
縞が生じやすい。これに対処するには吐出のタイミング
を変化させることで回避できるが、記録密度を上げて解
決するのが一般的である。

インクは温度によって粘度等の特性が変化し易い。例え
ば粘度が変化するとインク吐出量が変化し染色濃度が変
わる。従ってインクは加熱または冷却して一定の温度に
制御することが望ましい。

インクの変質等、悪影響を与えない場合には常温よりや
や高めの温度に保持する方が冷却装置が不要となるので
装置的に楽である。

インクジェットノズルは一般的にその径が微小であり、
インク中には不揮発性物質が含まれているから、長時間
ノズルからインクを吐出しない場合、ノズル孔付近でイ
ンクが凝固しノズル孔を塞ぎ易い。特にオンデマンド方
式においてはインクにかける圧力があまり高くないので
ノズル詰りに陥り易い。そこで非印字時にはノズル孔付
近を蓋で覆い溶媒の蒸発を防止する必要がある。積極的
には蓋内に溶媒蒸気を送り込むが、蓋内を溶媒液で満た
してもよい。ノズル面はインク飛沫によって汚れ易く、
ノズル孔近傍に汚れが付着すると吐出の障害となるので
非印字時、例えば布帛幅外でノズル表面を清掃する機構
を設けることが望ましい。

３原色（＋黒色）で全ての色彩を表現できれば理想的で
あるが現実には種々の制約があり、個々の場合に応じて
インクを交換することが多い。従って、インクの交換が
容易な構造が望まれるが、配管系のインクは中々完全に
入れ換らないのが通常であり、このために色が濁り易い
。従って、ヘッドインク系全部を容易に交換できる装置
としておくことが望ましい。

インクタンクは定置しインクジェット部までチューブで
連結するのが一般的であるが、インクジェット部の近傍
にインクタンクを設置し、ヘッドと一緒に移動させても
よい。この方式は、インクタンク容量が比較的少母に制
限される難点はあるがタンクとヘッド間が短いためイン
ク中に空気の溶は込みを防止し易くオンデマンド型イン
クジェット方式に適している。またヘッドを交換する際
にインクタンクごと交換し易い利点もある。

インク中のゴミ、異物、凝集した染料などはノズル詰り
の原因となるのでノズルより前のインク配管系にフィル
タを入れておくことが望ましい。

１は被染色布帛、３は回転ドラム、４は送り出しロール
、５は巻取りロールである。被染色布帛は特に種類を限
定されるものではない。

回転ドラム３はインクジェットヘッドがラインノズルの
場合を除いて間欠送り方式となる。回転角度をエンコー
ダーで検出しサーボモータで位置決めする方式、パルス
モータで位置決めする方式がある。布帛が回転ドラム上
でスリップし十分な送り精度が得られない場合は、押え
ロールを用いて布帛を回転ドラム上に押圧する方式、回
転ドラム表面を粗面にする方式、回転ドラム表面に針を
植える方式、回転ドラムの中側より真空で吸引し布帛を
吸着する方式がある。インクが布帛の裏面まで浸透しド
ラム表面にまで付着する場合は回転ドラム表面を描画部
の反対側において清掃する必要がある。この障害を回避
するためには布帛が回転ドラムから離脱した地点で描画
すると良いが、布帛は伸縮性が大きいので送り精度の確
保に充分留意しなければならない。

布帛は蛇行し易いので長尺のものを送る場合は蛇行防止
装置を設置する必要がある。通常は布帛を検知し送りロ
ールを左右に移動する方式または送りロールを傾斜させ
る方式がとられる。

最初に述べたごと（布帛にインクジェット方式で描画す
る場合に先立って滲み防止処理をしておく必要がある。

滲み防止法の代表的な方式として布帛に保水性処理を施
し適度な粘度と表面張力を有した水を主媒体とするイン
クで描画する方式と、布帛にゲル化剤を付与しておき、
そのゲル化剤でゲル化する糊剤を含有する染料インクで
描画する方式がある。

保水性物質とは水を弾く性能を有するものであれば一時
的と恒久的とを問わずいかなる物質であっても良いが、
例えばフッ素系化合物、ピリジニウム塩類、Ｎ−メチロ
ールアルキルアミド、アルキルエチレン尿素、オキザリ
ン誘導体、シリコーン系化合物、トリアジン系化合物、
例えばアルキルメチロールメラミン誘導体、さらにポリ
アミドポリアミン型柔軟剤、パラフィン、ジルコニウム
系化合物など種々の撥水性能を有する化合物、あるいは
これらの混合物である。これらの撥水性物質をＪ　ｌ５
−１１０７９に規定する撥水度で５０点以上となる様布
帛に付与するのが望ましい。これに対するインクとして
は水を主媒体とする粘度２００　ｃｐｓ以下テかつ表面
張力が３０〜７０ｄｙｎ／ｃｍであるものを用いると滲
みがない良好な結果が得られる。

また、糊剤とゲル化剤の組み合せとしては、ａ、カルボ
キシルメチルセルロース 塩化第１錫、カチオン活性剤、カチオン染料す．ローカ
ストビーンガム−タンニン酸、珊瑚砂Ｃ．アルギン酸ナ
トリウム〜硫酸アルミ、酢酸クロム、酢酸銅、塩化第１
錫、塩化バリウム、カチオン活性剤 ｄ．エーテル化デンプン〜タンニン酸 ｅ，ポリビニルアルコール−タンニン酸、カセイソーダ
、酢酸クロム、硫酸アルミ 「、でんぷん〜タンニン酸、５Ａ酸アルミなどがある。

ゲル化剤の使用濃度は糊剤にもよるが１００ｇ／ｒＬ以
下である。インクは上記糊剤で２　０　０　ｃｐｓ以下
に適宜増粘した水を主媒体とするものである。

６は滲み防止処理装置であり、滲み防止処理剤中に浸漬
された塗布ロール上に付着した処理液を布帛上に転写す
るものである。滲み防止処理液中に布帛を浸漬し、その
侵０ール間で絞る方法もある。多量に付与できるが付着
量の制御がやや難しい。また、スプレーにて滲み防止処
理液を付与する方式がある。

５は染色を終了した布帛を巻取るロールである。

インクおよび滲み防止処理液を多量に付与した場合には
巻取りロール部で未だ布帛が乾燥してないことがある。

その場合巻上げられた布帛同志でインクの転移が生じて
しまうことがある。インクの付与量にもよるが巻取りロ
ール部までに自然に乾燥させるためには染色部〜巻取り
ロール部の布帛移動時間がかなり長いことが必要である
。距離を長くとればよいが装置が大きくなる。また布帛
送り速度が制限される。そこで染色部と巻取りロール部
の間に乾燥装置７を設置するのが良い。第１図には赤外
線ヒーターを用いた乾燥装置を示しである。しかしこれ
に限定されるわけではなく、乾燥方式および流量はイン
クおよび滲み防止処理液付与量、両者の種類などによっ
て適切なものを選択ずればよい。乾燥方式としては赤外
線ヒータ方式の外に、加熱板方式、加熱ロール方式、熱
風乾燥方式またはこれらの併用がある。加熱板方式、加
熱ロール方式は布帛に接触するので、ここでの汚染に注
意する必要があり、非接触方式の方が望ましい。インク
に紫外線硬化性を付与し紫外線を照射する方式もある。

染料によっては、布帛に付与した時点では所望の色彩を
呈してなく、加熱処理を施すことにより発色するものが
ある。７の乾燥装置では兼用できれば最善であるが、通
常発色処理は乾燥処理で１分以上、温熱処理で数十分要
するのが通常であり、これらを同一装置に組み込むのは
装置が大型になり過ぎ得策ではない。

［実施例］ 布帛： ポリエステル系織物　目付１４０（］／Ｔ１１２布幅：
４００ｍｍ インクジェット方式： 圧力パルス方式オンデマンド型 ノズル径：φ６］ン０μｍ ノズル数二８ノズル／色×４色（シアン、マゼンタ、イ
エロ、ブラック） 吐出周波数：４ＫＨｚ インク粒径：直径８０μｍ 記録密度＝８ドツト／ｍｍ　　各色間−位＠重複プロッ
ト 画素構成＝４ドツト×４ドツト 画素密度：２画素／ｍｍ インク構成： 娠体　イオン交換水 糊剤　アルギン酸ナトリウム　約１０％染料　各色　　
　　　　　　　約０．２％インク粘度　　　　　　　　
　１００Ｃｌ）Ｓヘッド配置：８ノズル／ヘッド／色×
１ポジション　副走査方向同一線上に配置 ヘッド駆動ニジリアルプリンタ方式　パルスモータによ
る駆動および位置決め、ワイ ヤによりキャリッジ牽引 ヘッド移動速度：５００ｍｍ／秒 ヘッド移動距離：５００ｍｍ インク温度＝４５℃（一定） インクタンク：定置式　２５０　ｃｃ／色　スターテに
て攪拌 フィルタ：インクタンク出口に設置　孔径５μ布送り速
度：１ｍｍピッチ間欠送り 回転ドラム：φ１５９０１ｍ 回転ドラム駆動方式：エンコーダによる角度検出、ＤＣ
サーボモータによる位 置決め 回転ドラム洗浄：ブラシロールにより水洗滲み防止液：
塩化バリウム　１０００　／Ｑ滲み防止液付与方式：液
中に布帛を浸漬後絞りロール通過 滲み防止処理液付与量ニア０Ｑ／ｒｎ２乾燥方式：熱風
乾燥方式 １２０℃、３００ｍ！／（浦２、分） 上記装置・条件にて描画、染色し滲みのないシャープな
画像を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す見取り図である。 １・・・被染色布帛

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. インクジェット方式における布帛の染色装置において、
   染色部の前に布帛に滲み防止処理液を含浸させる滲み防
   止処理装置を設けたことを特徴とするインクジェット染
   色装置。