KR0161998B1

KR0161998B1 - 잉크젯 날염용 포백 및 잉크젯 날염 방법 및 날염물

Info

Publication number: KR0161998B1
Application number: KR1019940029158A
Authority: KR
Inventors: 마리꼬 스즈끼; 마사히로 하루따; 쇼지 고이께; 고로모 시로따; 아야 다까이데; 도모야 야마모또
Original assignee: 미따라이 하지메; 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 1993-11-08
Filing date: 1994-11-08
Publication date: 1999-01-15
Also published as: US6284348B1; DE69403755D1; JP3270598B2; EP0652320B1; CN1099496C; JPH07133594A; DE69403755T2; EP0652320A1; ATE154402T1; KR950013718A; CN1119686A

Abstract

본 발명은 절대 건조 상태에서의 비중이, 머셀화함으로써, 1.45 내지 1.49로 조정되어 있는 셀룰로스 섬유로 구성된 잉크젯 날염용 포백에 관한 것이다.

Description

잉크젯 날염용 포백 및 잉크젯 날염 방법 및 날염물

제1도는 잉크젯 기록 장치의 헤드부 종단면도이다.

제2도는 잉크젯 기록 장치의 헤드부 횡단면도이다.

제3도는 제1도에 도시한 헤드를 다수 장착한 멀티 헤드의 외관 사시도이다.

제4도는 잉크젯 기록 장치의 일례를 도시하는 사시도이다.

제5도는 잉크 카트리지의 종단면도이다.

제6도는 기록 유닛의 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

13 : 헤드 14 : 잉크 통과홈

15,28 : 발열 헤드 16 : 보호막

17-1,17-2 : 알루미늄 전극 18 : 발열 저항체층

19 : 축열층 20 : 기판

21 : 잉크 22 : 오리피스

23 : 메니스커스 24 : 소적

25 : 포백 26 : 멀티홈

27 : 유리판 40 : 잉크 백(bag)

42 : 마개 44 : 흡수체

45 : 잉크 카트리지 51 : 직물 보급부

52 : 직물 이송 롤러 53 : 직물 배출 롤러

61 : 와이핑 부재 62 : 캡

63 : 잉크 흡수체 64 : 토출 회복부

65 : 기록 헤드 66 : 캐리지

본 발명은 잉크젯 날염용 포백(布帛) 및 잉크젯 날염 방법에 관한 것이며, 특히, 잉크젯 방식에 의해 프린트 화상을 형성함에 있어서, 염착율이 높고, 고발색이며, 선명하고 또한 섬세한 도안을 얻을 수 있는 셀룰로스 섬유를 주체로 하는 잉크젯 날염용 포백, 잉크젯 날염 방법 및 날염물에 관한 것이다.

현재 주류를 이루는 날염은 스크린 날염 또는 롤러 날염이다. 이들 방식은 어느 것이나 판(plate)을 새길 필요가 있고, 다품종 소량 생산에는 적합하지 않으며, 유행에 대한 신속한 대응도 곤란한 것이므로, 최근에는 제반이 필요 없는 전자날염 시스템이 요망되고 있다. 이 요망에 부응해서 잉크젯 기록에 의한 날염 방법이 다수 제안되고 있고, 각 방면으로부터 많은 기대를 받고 있다.

이러한 시스템에 사용되는 잉크젯 날염용 포백으로서는, (1) 잉크를 충분한 농도로 발색시킬 수 있을 것, (2) 잉크의 염착율이 높을 것, (3) 잉크가 포백상에서 신속하게 건조될 것, (4) 포백상에서의 불규칙한 잉크의 침윤 발생이 적을 것, (5) 장치 내에서의 반송성이 우수할 것, (6) 안정된 염색물을 얻을 것 등의 성능이 요구된다.

종래, 이러한 요구 성능을 만족시키기 위해서 포백의 표면을 미리 전처리함으로써 대응해 왔다.

예를 들면, 일본국 특허 공개(소) 제62-53,492호 공보에는 잉크 수용층을 지닌 포백류가 개시되어 있고, 또한 일본국 특허 공고(평) 제3-46,589호 공보에는 환원 방지제나 알칼리성 물질을 함유시킨 포백이 제안되어 있다.

그러나, 이와 같은 전처리는 상기 요구에 대해서 부분적으로는 약간의 효과가 인정되는 것이지만, 최종 공정 후의 날염 화상의 우열은 역시 사용하는 포백 고유의 기본 특성에 의존하기 때문에, 만족스런 포백을 얻을 수 없다는 문제가 있다. 이상과 같이, 종래 기술에서는 개개의 성능을 어느 정도 만족시킬 수 있는 수단은 발견되었지만, 상기에 열거한 모든 성능을 동시에 만족시키고, 이러한 일련의 문제를 해결한 최고급 화상을 얻을 수 있는 잉크젯 날염용 포백 및 잉크젯 날염 방법은 지금까지는 알려져 있지 않았다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 일반적인 잉크젯 날염용 포백의 문제, 즉 잉크의 침윤이 없이 선명하고, 또한 고농도의 염색물을 안정되게 얻는 염색 기술상의 문제, 잉크의 엽착율이 양호한 코스트 상의 문제, 잉크 정착성 및 장치 내에서의 반송성이 라는 조작성의 문제 등을 동시에 만족시키는 잉크젯 날염용 포백, 잉크젯 날염 방법 및 날염물을 제공하는 것이다.

상기의 목적은 하기 본 발명에 의해서 달성된다.

본 발명은 절대 건조 상태의 비중이 머셀화(mercerizatiom)에 의해 1.45 내지 1.49 범위로 조정된 셀룰로스 섬유로 이루어진 잉크젯 날염용 포백에 관한 것이다.

또한, 본 발명에 따르면, 잉크젯 시스템에 의해 날염용 잉크를 잉크젯 날염용 포백에 부여하고, 이 포백을 염착 처리하고, 이어서 이와 같이 처리된 포백을 세정하는 것을 특징으로 하는 날염 방법이 제공된다. 또한, 본 발명에 따르면, 상기 날염 방법에 의해 제조한 날염물이 제공된다.

또한, 발명에 따르면, 상기 날염물을 추가로 가공하여 얻은 가공품이 제공된다.

본 발명자들은 셀룰로스 섬유로 이루어진 잉크젯 날염용 포백에 있어서, 상기한 것과 같은 여러 가지 요구 성능을 동시에 만족시키기 위해 포백을 개량한 결과, 종래 행해지고 있던 포백을 전처리하는 등의 개략 방법 이외에, 기재의 기본 특성 중의 하나인 절대 건조 상태에서의 미처리 포백의 비중을 머셀화도(degree of merceritation)를 조정함으로써 일정 범위로 조절하면, 발색성, 염착율, 정착성, 침윤성, 안정성 및 반송성 등의 제반 특성을 각별하게 개선할 수 있음을 발견 하였다.

머셀화(mercerization)란 강알칼리 처리에 의해 섬유를 팽윤시켜서 그의 일 부를 용출시킴으로써 감량하는 전처리를 말한다.

머셀화하여 비중을 1.49 이하로 감소시킴으로써 섬유 표면의 결정화 부분의 상대 면적이 감소된다. 또한, 섬유의 염료와 결합하는 반응기인 OH기는 일반적으로 견고하게 섬유 사이에서 수소 결합을 하고 있고, 염료와의 친화성은 작지만, 강알칼리 처리하고 이어서 중화시킴으로써, 수소 결합이 풀려 염료와의 친화성이 양호해지고, 염료가 섬유 내에 침투하기 쉬워지므로 정착성이 양호해짐과 동시에 혼색으로 인한 섬유 표면상에서의 불규칙적인 침윤이 발생되기 어려워진다.

또한, 염료와 섬유의 접촉 면적이 커져서 염착율이 상승하기 때문에 짙은색을 얻을 수 있고, 특히 염료의 투입량이 적은 잉크젯 날염용 포백으로서는 효율 좋은 발색이 얻어지므로, 그 작용 효과는 크다.

그러나, 고정밀도로 포백을 이송해야하는 잉크젯용 포백으로서는 반송성도 중요한 성능이며, 이 점에서 머셀화의 정도가 너무 강해서 절대 건조 상태의 비중이 1,45 미만이 되면 포백의 강도가 약해져서 생각대로 포백을 반송할 수 없게 되어버리는 경우가 많다.

이상의 두 가지 점에서, 잉크젯 날염용 포백으로서는 절대 건조 상태에서의 비중율 1.45 내지 1.49로 조정하는 것이 특히 양호하다는 결론에 이르렀다.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다

본 발명의 잉크젯 날염용 포백은 셀룰로스 섬유로 이루어진 포백으로 이루어지며, 섬유의 절대 건조 상태에서의 비중이 머셀화에 의해 1.45 내지 1.49로 조정되어 있음을 특징으로 하고 있다.

본 발명에서 셀룰로스 섬유란 셀룰로스를 주성분으로 하는 섬유이며, 무명, 마 등의 천연 셀룰로스 섬유를 들 수 있다.

그 중에서도 식물의 종자로부터 얻어지는 셀룰로스 섬유인 무명이 본 발명에 특히 바람직하게 사용된다.

또한, 날염용 포백이란 직포, 부직포, 편물, 및 펠트포 등을 지칭한다. 포백은, 물론 셀룰로스 섬유 100%로 이루어진 것이 특히 바람직하지만, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는한 1종 이상의 다른 소재를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 잉크젯 날염용 포백을 첫째로 특징 지우는 포백의 절대 건조 상태에서의 비중은, 머셀화를 함으로써 1.45 내지 1.49, 바람직하게는 1.46 내지 1.49의 범위로 조절된다. 머셀화는, 예를 들면, 수산화나트륨 등의 15 내지 35중량% 알칼리 수용액 중에 20 내지 30℃의 온도 범위에서, 30초 내지 3분 동안 침지함으로써 수행된다. 이 머셀화는, 보통, 긴장하의 조포백 상태에서 수행하는 것이 일반적이지만 경우에 따라서는, 실의 단계에서 행하여도 좋다. 또한 머셀화를 수행할 때에 처리액에 계면 활성제를 미량 첨가하는 것이 보다 바람직하다.

이 경우, 절대 건조 상태에서의 비중이 1.49 보다 크면, 섬유 표면의 결정 영역이 너무 커져서, 사용되는 잉크에 따라서는 잉크 중의 염료가 섬유 내로 들어가기 어렵고, 발색성, 염착성, 정착성, 침윤성, 안정성 등이 악화되어, 최고급의 프린트물을 얻는데는 부적합한 경우가 있다. 또한, 절대 건조 상태에서의 비중이 1.45 미만에서는 결정 부분이 너무 작아져서, 포백의 직조 방법에 따라 다르지만, 반송성에 문제가 생기는 경우가 많다.

본 발명에 따른 포백이나 실의 비중은 절대 건조 상태의 포백이나 실을 끊어서, 사염화탄소 중에 침지시켜서, 충분히 둔 후, 물 보다 비중이 가벼운 크실렌과, 물보다 비중이 무거운 사염화탄소를 적당한 비율로 혼합한 표준액에 넣어, 포백이나 실의 침강 여부로부터 결정한다.

본 발명의 바람직한 형태로서 사용시에 있어서는 포백 중의 함수율을, 13.5 내지 108.5 %, 바람직하게는, 14.5 내지 88.5 %, 보다 바람직하게는 15.5 내지 68.5 % 범위로 하면 본 발명의 효과가 보다 현저하게 된다.

포백 중의 함수율은, JIS L 1019에 따라 측정하였다. 더욱 구체적으로는, 시료 100g을 정확하게 저울에 달아, 105 ± 2℃의 건조기 중에 넣고 중량이 일정해질 때까지 건조시키고 하기 식에 의해서 포백 중의 함수율을 결정하였다 :

함수율(%) = {(W-W')/W'} × 100

(여기서 W: 건조 전 중량, W': 건조 후 중량임)

또한, 하기하는 알칼리성 물질 등으로 전처리한 포백에 관해서는, 일정 중량이 될 때까지 건조시킨 다음, 수세 처리하여, 재차 일정 중량이 될 때까지 건조시키고, 섬유 부분만의 건조 후 중량을 측정하여, 하기 식에 의해 포백 중의 함수율을 결정하였다 :

함수율(%) = {(W-W')/W} × 100

(여기서, W 및 W'은 상기한 바와 같고, W : 수세 건조 후 섬유부 중량임)

또한, 본 발명에 따른 잉크젯 날염용 포백의 바람직한 형태로서, 셀룰로스 섬유의 평균 섬유 길이를 25 내지 60 ㎜, 바람직하게는 30 내지 55 ㎜, 보다 바람직하게는 35 내지 50 ㎜의 범위로 하는 것이 바람직하다. 평균 섬유 길이가 25 ㎜ 미만이면, 침윤 발생이나 해상성의 면에서 부적합한 경우가 있다. 한편, 평균 섬유 길이가 60 ㎜를 초과하면, 반송성 및 염착율의 면에 문제가 있을 수 있다.

섬유의 평균 길이는, JIS L 1019에 따라 스테이블 다이어그램법에 의해서 측정하였다.

또한, 셀룰로스 섬유의 평균 굵기가 0.6 내지 2.2 데니르(deniers)일 때, 본 발명의 효과가 보다 현저하게 나타난다.

더욱 구체적으로는, 섬유의 평균 굵기는 0.6 내지 2.2 데니르의 범위 내이면 좋지만, 바람직하게는 0.7 내지 2.0 데니르, 더욱 바람직하게는 0.8 내지 1.8 데니르의 범위로 한다. 섬유의 평균 굵기가 0.6 데니르 미만이면 염착율이 저하되고, 반송성이 떨어지는 포백이 얻어진다. 반면에, 섬유의 평균 굵기가 2.2 데니르를 초과하면 침윤 발생이나 해상성의 면에서 문제가 있는 포백이 얻어진다.

섬유의 평균 굵기의 측정에 관해서는, 마이크로네어법에 의해서 마이크로네어(micronaire) 섬유도를 구하고, 이 값을 9000 m 당의 중량으로 환산하여 d(데니르) 단위로 나타내었다.

본 발명에 따른 잉크젯 날염용 포백의 바람직한 형태로서 이상의 구성 요건 외에, 필요에 따라서, 포백에 종래의 전처리 방법을 병용할 수 있다. 특히, 절대 건조 상태의 포백 중량을 기준으로, 0.01 내지 5 중랑%의 적어도 1종의 알칼리성 물질을 함유시켜서 포백 중의 함유율을 조절한 포백, 또는, 수용성 금속염, 수용성 중합체, 요소, 및 티오요소로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 물질을, 절대 건조 상태의 포백 중량을 기준으로 0.01 내지 20중량% 함유시켜서 포백 중의 함수율을 조절한 포백이 더욱 바람직하다.

본 발명의 알칼리성 물질에는, 예를 틀면, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 알칼리 금속 수산화물: 모노-, 디-, 트리에탄올아민 등의 아민류; 탄산나트륨, 탄산칼륨, 중탄산나트륨 등의 알칼리 금속 탄산 또는 중탄산화물 등이 포함된다. 아세트산칼슘, 아세트산바륨 등의 유기산의 금속염이나 암모니아 및 암모늄 화합물 등이 또한 언급될 수 있다. 또한, 스티밍에 의해 및 건 열하에서 알칼리 물질을 형성하는 트리클로로아세트산나트륨 등도 사용할 수 있다. 반응성 염료의 염색에 사용되는 탄산나트륨 및 중탄산나트륨이 특히 바람직한 알칼리성 물질이다.

수용성 중합체의 예로서는, 옥수수, 밀 등의 전분, 카르복시메틸셀룰로스, 메틸셀룰로스 및 히드록시에틸셀룰로스 등의 셀룰로스계 물질, 아르긴산나트륨, 아라비아 고무, 로커스이트빈검, 트라가갠트검, 구아검, 타마린드 종자 등의 다당류, 젤라틴 및 카제인 등의 단백질, 탄닌 및 그의 유도체, 및 리그닌 및 그의 유도체 등의 천연 수용성 중합체 등을 들 수 있다. 합성 중합체로서는, 예를 들면, 폴리비닐알콜계 화합물, 폴리에틸렌옥사이드계 화합물, 아크릴산계 수용성 중합체, 무수 말레인산계 수용성 중합체 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 다당류계 중합체 셀룰로스계 중합체가 바람직하다.

수용성 금속 염류로서는, 예를 들면, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 할로겐화물과 같이, 전형적인 이온 결정을 만드는 것이며, pH 4 내지 10인 화합물을 들 수 있다. 이러한 화합물의 대표적인 예로서는, 예를 들면, 알칼리 금속염으로는, NaCl, Na₂SO₄, KCl, CH₃COONa등을 들 수 있으며, 알칼리, 토금속염으로서는, CaCl₂및 MgCl₂등을 들 수 있다. 그 중에서도 Na, K 및 Ca의 염류가 바람직하다.

이상이 본 발명의 잉크젯용 포백의 개요이다.

본 발명의 잉크젯 날염용 포백에 대해 사용되는 날염 잉크로서는, 셀룰로스 섬유를 염색 가능한 것이면, 특히 제한되는 것은 아니나, 반응 염료 및 수성 액체 매질로 구성되는 잉크젯 날염용 잉크가 바람직하게 사용된다.

그 중에서도, 잉크 중에 비닐술폰기 및(또는) 모노클로로트리아진기를 함유하는 반응 염료를 사용하면 본 발명의 효과를 한층 더 현저하게 발현시킨 수 있다. 상기 염료의 특히 바람직하고 구체적인 예로서는, 예를 들면, C.1. 리액티브 옐로(reactive yellow) 2, 15, 37, 42, 76, 85, 95; C.1. 리액티브 레드(reactive red) 21, 22, 24, 31, 33, 45, 111, 112, 114, 180, 218 및 226; C.1. 리액티브브 블루(reactive blue) 13, 15, 19, 21, 38, 49, 72, 77, 176, 203 및 220; C.1 리액티브 오렌지(reactive orange) 5, 12, 13 및 35 ; C.1. 리액티브 브라운(reactive brown) 7, 11, 33 및 46; C.1. 리액티브 그린(reactive green) 8 및 19; C.1. 리액티브 바이올렛(reactive violet) 2, 6 및 22; C.1. 리액티브 블랙(reactive black) 1, 5, 8, 31 및 39 등으로 대표되는 것을 들 수 있다. 다른 바람직한 염료로서는, 적어도 2개의 반응기의 함유한 반응성 염료를 들 수 있다. 이들 염료의 구체 예로서는, C.1. 리액티브 옐로(reactive yellow) 168 및 175; C.1. 리액티브 레드(reactive red) 228 및 235; C.1. 리액티브 블루(reactive blue) 230 및 235; C.1. 리액티브 오렌지(reactive orange) 95; 및 C.1. 리액티브 브라운(reactive brown) 37 등으로 대표되는 염료 1분자 당 2개 이상의 반응기를 함유하는 것을 들 수 있다.

이들 염료는, 잉크 중에 단독으로 또는 동일 또는 상이한 염료의 임의의 조합으로 함유될 수 있다. 사용되는 염료의 총량은, 일반적으로는 잉크 총 중량을 기준으로 5 내지 30 중량%, 바람직하게는 5 내지 25 중량% 보다 바람직하게는 5 내지 20 중량%의 범위이다.

또한, 본 발명의 방법에 사용되는 잉크에, 염소 이온 및(또는) 황산 이온을, 잉크 중에 함유된 반응성 염료를 기준으로 약 10 내지 20,000 ppm의 비율로 첨가하는 것과, 규소, 철, 니켈 및 아연으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 물질을, 합계량으로 약 0, 1 내지 30 ppm의 비율로 첨가하는 것이 바람직한 실시 태양이다. 그 결과, 이와 같은 잉크를 사용해서 본 발명의 잉크젯 날염용 포백에 잉크젯 날염을 행하면, 염착율이 높고, 침윤이 없이 선명하며, 또한, 고농도의 염색물을 얻을 수 있다. 또한, 이러한 잉크를 사용하면, 장기간에 걸쳐 헤드 노즐에서의 막힘 등을 발생시키지 않는 토출 성능이 높은 날염 인쇄를 행할 수 있다.

또한, 상기 금속염과 병용해서, 잉크 중에 칼슘 및(또는) 마그네슘을, 총량 0.1 내지 30 ppm, 바람직하게는, 0.2 내지 20 ppm, 보다 바람직하게는, 0.3 내지 10 ppm 범위로 함유하는 것은 염착율을 더욱 향상시키므로 특히 바람직하다.

본 발명의 잉크젯 날염 방법에 사용되는 잉크를 구성하는 액체 매질의 필수 성분인 물은, 잉크 총량을 기준으로 30 내지 90 중량%, 바람직하게는 40 내지 90 중량%. 더욱 바람직하게는, 50 내지 85 중량% 범위로 사용된다.

상기 성분들이 본 발명의 방법에 사용되는 잉크젯 날염용 잉크의 필수 성분이지만, 잉크의 다른 액체 매질로서 일반적인 유기 용매도 물과 혼합하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 아세톤, 디아세톤 알콜 등의 케론 및 케토알콜류; 테트라히 드로푸란, 디옥산 등의 에테르류; 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등의 옥시에틸렌 또는 옥시프로필렌 부가 중합체; 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 부틸렌글리콜, 헥실렌글리콜 등의 알킬렌기의 탄소 원자수가 2 내지 6인 알킬렌글리콜류; 1, 2, 6-헥산트리올 등의 트리올류; 티오디글리콜; 글리세롤; 에틸렌글리콜모노메틸(또는 모노에틸)에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸(또는 모노에틸)에테르 및 트리에틸렌글리콜모노메틸(또는 모노에틸)에테르 등의 다가 알콜의 저급 알킬에테르류; 트리에틸렌글리콜디메틸(또는 디에틸)에테르 및 테트라에틸렌글리콜디메틸(또는 디에틸)에테르 등의 다가 알콜의 저급 디알킬에테르류; 술포란, N-메틸-2-피롤리돈, 1, 3-디메틸-2-이미다졸리디논 등을 들수 있다.

상기한 것과 같은 수용성 유기 용매의 함유량은, 일반적으로 잉크 전체 중량을 기준으로 0 내지 50 중량%, 바람직하게는 2 내지 45 중량%의 범위이다.

상기한 것과 같은 매질을 물과 함께 사용하는 경우, 단독으로 또는 임의의 조합으로 사용할 수 있으나, 가장 바람직한 액체 매질의 조성은, 상기 용질이 적어도 1종의 다가 알킬 또는 그 유도체를 함유하는 것이다. 그 중에서도 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 테트라에틸렌글리콜디메틸에테르가 특히 바람직하다.

본 발명의 방법에 사용되는 잉크의 주요 성분은 상기한 바와 같으나, 그밖에 액체 매질을 위한 성분으로서 필요에 따라서 각종 분산체. 계면 활성제, 점도 조정제, 표면 장력 조정제, 형광 중백제 등을 첨가할 수 있다.

예를 들면, 폴리비닐알콜, 셀룰로스류 및 수용성 수지 등의 점도 조정제; 음이온 또는 비이온성 각종 계면 활성제; 디에탄올아민 및 트리에탄올아민 등의 표면 장력 조정제 완충액으로 이루어진 pH 조정제, 곰팡이 방지제 등을 들 수 있다.

상기 잉크는 하기에 그 실시 태양의 하나를 기술하는 바람직한 날염물을 제조할 수 있는 기록 장치에 사용된다.

본 발명에 따른 잉크젯 날염 방법은, 상기 잉크를 사용하여 본 발명에 따른 잉크젯 날염용 포백 상에 날염하는 방법이다. 상기 날염을 위해 사용되는 잉크젯 기록 방식은, 종래 공지된 어떠한 잉크젯 기록 방식이라도 좋으나, 예를 들면, 일본국 특허 공개(소) 제54-59,936호 공보에 개시되어 있는, 열 에너지의 작용을 받은 잉크가 급격한 체적 변화를 일으켜, 이 상태 변화에 의한 작용력에 따라서, 잉크를 노즐에서 토출시키는 방식이 가장 유효하다. 그 이유로서는, 상기 방식은 복수개의 노즐을 장착한 기록 헤드를 사용할 경우, 각 노즐간의 잉크의 토출 속도 변동이 작고, 잉크의 토출 속도가 5 내지 20 m/sec 범위로 수렴되어 있음을 들 수 있다. 이 속도로 분산 염료를 함유한 잉크가 포백에 충돌할 경우의 잉크 액적의 섬유에 대한 침투도가 최적이다. 또한 본 발명에 사용하는 잉크 중에 사용하기에 적합한 상기 염료를 상기 시스템에 사용하면, 장시간 연속적으로 기록을 행해도 그 히터상의 이물 침착이나 단선이 발생되지 않아서 안정된 날염 인쇄가 가능해진다.

상기 잉크-제트 기록 시스템에 의해, 특히 고효율로 본 발명에 따른 날염 방법을 수행할 수 있는 조건으로서는, 토출 잉크 액적이 20 내지 200 pl의 범위 내이고, 잉크 투입량이 4 내지 40 nl/㎟의 범위내이고, 구동 주파수가 적어도 1.5㎑이고, 헤드 온도가 35 내지 60℃ 내의 범위인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 잉크젯 날염용 포백을 사용하여 날염하기에 적합한 장치의 일례로서는, 기록 신호에 대응하는 열 에너지를 기록 헤드 내의 잉크에 가하여, 그 열 에너지에 의해 액적을 발생시키는 장치를 들 수 있다.

상기 장치의 주요부인 헤드의 구성예를 제1도, 제2도 및 제3도에 도시한다.

헤드(13)는 잉크를 통과시키는 홈(14)을 지닌 유리, 세라믹 또는 플라스틱판 등과, 감열 기록에 사용되는 발열 헤드(15)(도면에는 헤드가 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아님)를 접착해서 얻어진다. 발열 헤드(15)는 산화규소 등으로 제조한 보호막(16), 알루미늄 전극(17-1 및 17-2), 니크롬 등으로 제조한 발열 저항체층(18), 축열층(19), 알루미나 등으로 제조한 방열성이 좋은 기판(20)으로 이루어져 있다.

잉크(21)는 토출 올리피스(미세공)(22)까지 올라와 있고, 압력 P에 의해 메니스커스(23)를 형성하고 있다.

전극(17-1, 17-2)에 전기 신호가 가해지면, 발열 헤드(15)의 n으로 도시되는 영역에서 급격하게 발열되고, 여기에 접하고 있는 잉크(21)에 기포가 발생한다. 이렇게 하여 발생한 압력의 작용으로 잉크의 메니스커스(23)가 토출하고, 올리피스(22)로부터 잉크(21)가 소적(24)이 되어, 본 발명에 따른 포백(25)을 향해서 토출된다. 제3도에는 제1도에 도시된 것과 같은 헤드를 다수 병렬시킨 멀티헤드의 외관을 도시한다. 이 멀티 헤드는 다수의 채널(26)을 지닌 유리판(27)과, 제1도에 도시한 것과 유사한 발열 헤드(28)를 밀착시켜 제조된다. 또한, 제1도는, 잉크 유로를 따른 헤드(13)의 단면도이며, 제2도는 제1도의 A-B선에서의 단면도이다.

제4도는, 이러한 헤드를 짜넣은 잉크젯 기록 장치의 일례를 도시한다.

제4도에서, (61)은 와이핑 부재로서의 블레이드(blade)이고, 그 일단은 블레이드 지지 부재에 의해서 지지되어 칸틸레버(cantilever)를 형성하는 고정 말단이다. 블레이드(61)는 기록 헤드가 작동하는 기록 영역에 인접한 위치에 설치되며, 본 실시태양의 경우, 기록 헤드의 이동 경로 중에 돌출된 형태로 유지된다. (62)는 캡이며, 블레이드(61)에 인접하는 홈(home) 위치에 설치되며, 기록 헤드의 이동 방향과 수직 방향으로 이동되어 토출구 표면과 접하여, 이를 막도록(capping) 구성된다. 또한 (63)은 블레이드(61)에 인접하여 설치되는 흡수체이며, 블레이드(61)와 마찬가지로, 기록 헤드의 이동 경로 중에 돌출된 형태로 유지된다. 상기 블레이드(61), 캡(62), 흡수제(63)에 의해서 토출 회복부(64)가 구성되고, 블레이드(61) 및 흡수체(63)에 의해서 잉크-토출구 표면으로부터 수분, 먼지 등의 제거가 행해진다.

(65)는 토출 에너지 발생 수단을 지니며, 토출구를 설치한 토출구 표면에 대향하는 포백에 잉크를 토출하여 기록을 행하는 기록 헤드이다. (66)은 기록 헤드(65)가 이동할 수 있도록 탑재한 캐리지이다. 캐리지(66)은 슬라이딩이 가능하도록 가이드축(67)과 서로 맞물려 있으며, 캐리지(66)의 일부는 모터(68)에 의해서 구동되는 벨트(69)와 접속(도시 않음)되어 있다. 따라서, 캐리지(66)는 가이드축(67)을 따른 이동이 가능해지고, 기록 헤드(65)는 기록 영역으로부터 그 인접한 영역으로의 이동이 가능하게 된다.

(51)은 포백을 개별적으로 삽입시키기 위한 포백 보급부이고, (52)는 도시되지 않은 모터에 의해 구동되는 직물 이송 롤러이다. 상기 구성에 의해서 기록 헤드의 토출구 표면과 대향하는 위치로 포백이 보급되어, 기록이 진행됨에 따라서 직물 배출 롤러(53)를 설치한 직물 배출부로 배출된다. 상기 구성에서 기록 헤드(65)가 기록 종료 등으로 홈(home) 위치로 돌아올 때, 헤드 회복부(64)의 캡(62)은 기록 헤드(65)의 이동 경로로부터 후퇴하고 블레이드(61)는 이동 경로 중에 돌출되어 있게 된다. 그 결과, 기록 헤드(65)의 토출구 표면이 와이핑된다. 또한, 캡(62)이 기록 헤드(65)의 토출구 표면에 접하여 캡핑할 경우, 캡(62)은 기록 헤드의 이동 경로 중에 돌출되도록 이동한다.

기록 헤드(65)가 홈(home) 위치에서 기록 개시 위치로 이동할 경우, 캡(62) 및 블레이드(61)는 상기한 와이핑시의 위치와 동일한 위치에 존재한다. 그 결과, 이 이동에서도 기록 헤드(65)의 토출구 표면은 와이핑된다.

상기 기록 헤드의 홈(home) 위치로의 이동은, 기록 종료시나 또는 토출을 위한 기록 헤드의 회복시 뿐 아니라, 기록 헤드가 기록을 위해 기록 영역 사이를 이동하는 동안에도 일어나는데 이 이동하는 동안에 소정 간격으로 기록 영역에 인접한 홈 포지션으로 이동하고, 이 이동에 따라서 토출구 표면의 와이핑이 행해진다.

제5도는, 헤드에 잉크 공급 부재, 예를 들면 튜브를 통해서 헤드에 공급되는 잉크를 수용한 잉크 카트리지(45)의 일례를 도시하는 도면이다. 여기에서 (40)은 공급용 잉크를 수용한 잉크 수용부, 예를 들면, 잉크 백(bag)이다. 그 일단에는 고무제 마개(42)가 설치되어 있다. 이 마개(42)에 바늘(도시 않음)을 삽입시킴으로써, 잉크 백(bag)(40) 속의 잉크를 헤드에 공급할 수 있다. (44)는 폐 잉크를 수용하는 흡수제이다. 본 발명에 있어서 잉크 수용부의, 잉크와의 접촉면을 폴리올레핀, 특히 폴리에틸렌을 제조하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 잉크젯 기록 장치로서는, 상기와 같은 헤드와 잉크 카트리지가 별개로 된 것에 국한되지 않는다. 따라서, 제6도에 도시한 것과 같은 구성원들이 일체로 된 장치가 또한 바람직하게 사용될 수 있다.

제6도에서, (70)은 기록 유닛이며, 그 내부에 잉크를 수용한 잉크 수용부, 예를 들면, 잉크 흡수체가 수납되어 있다. 기록 유닛(70)은 상기 잉크 흡수체 중의 잉크가 복수개의 올리피스를 지닌 헤드(71)를 통하여 잉크 액적의 형태로 토출되도록 구성되어 있다. 본 발명에 있어서 잉크 흡수체의 재료로서는, 폴리우레탄을 사용하는 것이 바람직하다. (72)는 기록 유닛 내부를 대기와 연통시키기 위한 공기 통로이다. 이 기록 유닛(70)은, 제4도에 도시된 기록 헤드를 대체해서 사용되는 것이며, 캐리지(66)에 분리 가능하도록 장착되어 있다.

이상과 같이 해서 본 발명의 방법에 따라 본 발명의 잉크젯 날염용 포백에 가해진 날염 잉크는, 이 상태로는 단지 포백 위에 부착되어 있는데 불과하므로, 이어서 잉크 중의 염료를 포백으로 반응 정착시키는 공정 및 미정착 염료의 제거 공정을 행하는 것이 바람직하다. 이와 같은 반응 정착 공정 및 미반응 염료 제거 방법은, 종래의 공지 방법에 따라 수행할 수 있다. 예를 들면, 스티밍법, HT 스티밍법, 열고착(thermofix)법, 또는 알칼리 전처리한 포백을 사용하지 않을 경우에는, 알칼리 패드-스팀(alkaline pad-steam)법, 알칼리 블로치-스팀(alkaline blotch-steam)법, 알칼리 쇼크법 또는 알칼리 콜드픽스법 등에 의한 처리 후에 세척하는 종래의 공지된 방법에 따라 수행할 수 있다.

이렇게 처리하여 얻어진 날염물은, 필요에 따라서, 원하는 크기로 절단될 수 있고, 절단된 조각으로 이어서 봉착, 접착 및(또는) 용착 등, 최종 가공품을 얻기 위한 공정을 수행하여, 넥타이, 손수건 등의 가공품을 얻을 수 있다.

[실시예]

본 발명은 하기 실시예 및 비교예에 의해 더욱 구체적으로 설명될 것이다. 또한, 문장 중 부 및 %로 있는 것은 특히 언급되지 않는 한 중량 기준이다.

[잉크(A)의 제조]

·반응 염료(C.I. Reactive Yellow 95) 10부

·티오디글리콜 24부

·디에틸렌글리콜 11부

·염화칼륨 0.004부

·황산나트륨 0.002부

·메타규산나트륨 0.001부

·염화철 0.0005부

·물 55부

상기 성분을 모두 혼합하여 얻어진 혼합액을 수산화나트륨으로 pH 8.4로 조정하고, 2시간 동안 교반한 다음, 플루오로포오필터 FP-100(상품명, 스미또모뎅꼬사 제품)로 여과하여, 잉크-제트 날염 잉크(A)를 얻었다.

[잉크(B)의 제조]

·반응 염료(C.I. Reactive Red 24) 10부

·티오디글리콜 15부

·디에틸렌글리콜 10부

·테트라에틸렌글리콜디메틸에테르 5부

·염화칼륨 0.04부

·황산나트륨 0.01부

·메타규산나트륨 0.001부

·염화철 0.0005부

·염화니켈 0.0002부

·물 60부

상기 성분을 모두 혼합하여, 얻어진 혼합액을 수산화나트륨으로 pH 7.9로 조정하고, 2시간 동안 교반한 다음, 플루오로포어필터 FP-100(상품명, 스미또모뎅꼬사 제품)로 여과하여, 잉크-제트 날염 잉크(B)를 얻었다.

[잉크(C)의 제조]

·반응 염료(C.I. Reactive Blue 72) 13부

·티오디글리콜 23부

·테트라에틸렌글리콜디메틸에테르 6부

·염화칼륨 0.05부

·메타규산나트륨 0.001부

·염화철 0.0005부

·염화아연 0.0003부

·물 58부

상기 성분을 모두 혼합하여, 얻어진 혼합액을 수산화나트륨으로 pH 8.3로 조정하고, 2시간 동안 교반한 다음, 플루오로포어필터 FP-100(상품명, 스미또모뎅꼬사 제품)로 여과하여, 잉크-제트 날염 잉크(C)를 얻었다.

[잉크(D)의 제조]

·반응 염료(C.I. Reactive Brown 11) 2부

·반응 염료(C.I. Reactive Orange 12) 1.5부

·반응 염료(C.I. Reactive Black 39) 6.5부

·티오디글리콜 23부

·디에틸렌글리콜 5부

·이소프로필아콜 3부

·황산칼륨 0.01부

·메타규산나트륨 0.001부

·황산철 0.0005부

·황산니켈 0.0003부

·황산아연 0.0003부

·물 59부

상기 성분을 모두 혼합하여, 얻어진 혼합액을 수산화나트륨으로 pH 8.2로 조정하고, 2시간 동안 교반한 다음, 플루오로포어필터 FP-100(상품명, 스미또모뎅꼬사 제품)로 여과하여, 잉크-제트 날염 잉크(D)를 얻었다.

[실시예 1]

섬유의 평균 길이가 40㎜이고, 평균 굵기가 1.0 데니르인 미국산 목화 원면을 사용하여 제조한 면 100 % 직포를 장력하에서 25℃에서, 20 % 수산화나트륨 및 1 % 메르세린 HSO(메이세이 가가꾸사 제품) 용액으로 처리하여 비중을 1.47로 조정하였다. 얻어진 직포를 산으로 중화하고 물로 세척하여 10 % 요소 및 5 % 탄산나트륨 수용액에 침지한 후, 함침율(含浸率)과 건조 조건을 조정하여, 함수율이 20 %가 되도록 하였다.

상기와 같은 방법으로 제조한 잉크-제트 날염 잉크(A 내지 D)를 컬러 버블 제트 코피어 PIXEL PRO(상품명, 캐논사 제품)에 탑재하여, 2 × 10 ㎝의 고체 날염 샘플을 잉크 투입량 16 n1/㎟ 조건에서 프린트하고, 100℃에서 2분간의 스팀 처리에 의해 정착시켰다. 그 후, 이 날염 샘플을 중성 세제로 세척하여, 날염물의 선명성, 침윤성 및 염착성에 관해 평가하였다. 그 결과를 표1에 도시하였다.

[실시예 2]

섬유의 평균 길이가 40 ㎜이고, 평균 굵기가 1.5 데니르인 미국산 목화 원면을 사용하여 제조한 면 100 % 직포를 장력하에서 25 ℃에서 30 %수산화나트륨 및 1 % 메르세린 HSO(메이세지 가가꾸사 제품) 용액으로 처리하여 비중을 1.45로 조정하였다. 얻어진 직포를 산으로 중화하고 물로 세척하여 10 %요소 및 5 % 탄산나트륨 수용액에 침지한 후, 함침율과 건조 조건을 조정하여, 함수율이 20 %가 되도록 하였다.

이 직포를 사용하여 실시예 1과 동일하게 프린트하여, 얻어진 날염물의 선명성, 침윤성 및 염착성에 관해 평가하였다. 그 결과를 표1에 도시하였다.

[실시예 3]

섬유의 평균 길이가 40 ㎜이고, 평균 굵기가 1,5 데니르인 미국산 목화 원면을 사용하여 제조한 면 100 % 직포론 장력하에서 25 ℃에서 20 %수산화나트륨 및 1 % 메르세린 HSO 용액으로 처리하여 비중을 1.49로 조정하였다. 얻어진 직포를 산으로 중화하고 물로 세척하여 10 % 요소 및 5 % 탄산나트륨 수용액에 침지한 후, 함침율과 건조 조건을 조정하여, 함수율이 20 %가 되도록 하였다.

[비교예 1]

섬유의 평균 길이가 40 ㎜이고, 평균 굵기가 1.0 데니르인 미국산 목화 원면을 사용하여 제조한 면 100 % 직포를 장력하에서 25 ℃에서, 20 % 수산화나트륨 및 1 % 메르세린 HSO 용액으로 처리하여 비중을 1.50으로 조정하였다. 얻어진 직포를 산으로 중화하고 물로 세척하여 10 %요소 및 5 % 탄산나트륨 수용액에 침지한 후, 함침율과 건조 조건을 조정하여, 함수율이 20 %가 되도록 하였다.

이 직포에 상기 실시 예에서 사용한 것과 동일한 잉크젯 날염 잉크(A 내지 D)를 사용하여, 상기와 동일한 방법으로 프린트하여, 얻어진 날염물의 선명성, 침윤성, 및 염착성에 관해 평가하였다. 그 결과를 표1에 도시하였다.

[비교예 2]

섬유의 평균 길이가 40 ㎜이고, 평균 굵기가 1.0 데니르인 미국산 목화 원면을 사용하여 제조한 면 100 %직포를 장력하에서 25 ℃에서 30 %수산화나트륨 및 1 % 메르세린 HSO 용액으로 처리하여 비중을 1.44로 조정하고, 10 % 요소 및 5 % 탄산 나트륨 수용액에 침지한 후, 함침율과 건조 조건을 조정하여, 함수율이 20 %가 되도록 하였다.

상기 실시 예에서 사용한 것과 동일한 잉크젯 날염 잉크(A 내지 D)를 사용하여, 동일한 방법으로 이 직포상에 프린트하여, 얻어진 날염물의 선명성, 침윤성 및 염착성에 관해 평가하였다. 그 결과를 표1에 도시하였다.

또한, 이 직포는 실시예 1에 비해서, 반송성의 면에서 이송 정밀도에 문제가 있었다.

*1 : 섬유의 평균 길이가 40 ㎜이고, 편균 굵기가 1.0 데니르인 미국산 목화 원면을 사용하여 제조한 면 100 % 직포를 머셀화에 의한 비중의 조정을 수행하지 않고, 10 %요소 및 5 % 탄산나트륨 수용액에 점지한 후, 함침율과 건조 조건을 조정하여, 함수율이 20 %가 되도록 하였다. 이와 같이 처리된 직포 상에 상기 실시예와 동일한 방법으로 날염을 수행하였다. 얻어진 날염물의 최대 흡수 파장에서의 반사율을 측정하여, 그 평균값을 1로 하였다. 마찬가지로 각 실시예 및 비교예의 날염물의 최대 흡수 파장에서의 반사율을 측정하여, 그 평균값을 참고 평균값과 비교하였다. 선명도는 하기 표준에 따라 평가하였다 :

A : 0.95이하, B : 0.95내지 1.0. C: 1.0이상

*2 : 모서리에서의 직선 부분의 불규칙성을 육안으로 관찰하여 하기 표준에 따라 침윤성을 판정하였다 :

A : 혼란이 전혀 없음 B : 혼란이 조금 있음 C : 혼란이 많음

*3 : 완성된 날염 샘플을 다시금 80 ℃의 온수로 세척하여 염료의 이탈 여부를 관찰하였다. 염착성을 하기 표준에 따라 판정하였다 :

A : 염료의 이탈이 보이지 않음

B : 염료의 이탈이 조금 보임

C : 염료의 이탈이 많이 보임

상기한 바와 같이, 본 발명의 잉크젯 날염용 포백에 의하면, 침윤이 없이 선명하고, 또한, 고농도 염색물을 안정되게 얻을 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 잉크젯 날염 방법은, 잉크의 정착성 및 장치 내에서의 포백 반송성이 우수하고, 효율 좋은 우수한 염색물을 제공할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 태양으로 생각되는 것만을 본 명세서에 기재하였지만 본 발명을 개시된 실시태양만으로 한정하지 않는 것으로 이해하여야 한다. 오히려, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 및 첨부된 청구의 범위 내의 다양한 변형 및 균등한 배열을 망라하는 것으로 이해되어야 한다. 하기 청구의 범위는 상기 모든 변형 및 균등 구조 및 기능을 망라하도록 최대한 폭넓게 기재한 것이다.

Claims

절대 건조 상태에서의 포백의 비중이 머셀화에 의해 1.45 내지 1.49로 조정되는 것을 특징으로 하는, 셀룰로스 섬유로 이루어진 잉크젯 날염용 포백.
제1항에 있어서, 상기 포백이 100% 면포인 것을 특징으로 하는 잉크젯 날염용 포백.
제1항에 있어서, 상기 포백이 평균 길이가 25 내지 60 ㎜이고, 평균 굵기가 0.6 내지 2.2 데니어인 셀룰로스 섬유를 포함하고, 함수율이 13.5 내지 108.5 %인 것을 특징으로 하는 잉크젯 날염용 포백.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포백이 절대 건조 상태에서의 포백의 중량을 기준으로 1종이상의 알칼리성 물질을 0.01 내지 5 중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 날염용 포백.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포백이 절대 건조 상태에서의 포백의 중량을 기준으로, 수용성 금속염, 수용성 중합체, 요소 및 티오요소로 이루어진 군에서 선택된 1종이상의 물질을 0.01 내지 20 중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 날염용 포백.
제1항의 잉크젯 날염용 포백에 잉크젯 시스템에 의해 날염용 잉크를 부여하고, 상기 포백을 염색 처리하고, 이어서 이렇게 처리된 포백을 세정하는 것으로 이루어진 포백 날염 방법.
제6항에 있어서, 상기 잉크젯 시스템이 열 에너지를 사용하는 잉크젯 시스템인 것을 특징으로 하는 포백 날염 방법.
제6항의 잉크젯 날염 방법에 의해 제조한 날염물.
제8항의 날염물을 더 가공하여 얻어진 가공품.
제9항에 있어서, 날염물을 원하는 크기로 절단하고, 절단된 조각을 최종 가공품을 얻기 위한 가공을 행하여 얻어진 가공품.
제10항에 있어서, 상기 최종 가공품을 얻기 위한 공정이 봉제임을 특징으로 하는 가공품.