特開 2022-153876 インクジェット記録用水性インク、印刷装置、及び布帛に対する画像の形成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022153876

(43)【公開日】2022-10-13

(54)【発明の名称】インクジェット記録用水性インク、印刷装置、及び布帛に対する画像の形成方法

(51)【国際特許分類】

   C09D 11/322 20140101AFI20221005BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20221005BHJP

   B41M 5/00 20060101ALI20221005BHJP

【ＦＩ】

C09D11/322

B41J2/01 501

B41J2/01 125

B41M5/00 100

B41M5/00 114

B41M5/00 120

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021056629

(22)【出願日】2021-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115255

【弁理士】

【氏名又は名称】辻丸 光一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100154081

【弁理士】

【氏名又は名称】伊佐治 創

(72)【発明者】

【氏名】福井 優悟

【テーマコード（参考）】

2C056

2H186

4J039

【Ｆターム（参考）】

2C056EA13

2C056EB13

2C056EB45

2C056EC07

2C056EC13

2C056EC29

2C056FB03

2C056FC01

2H186AB12

2H186BA08

2H186DA17

2H186FA13

2H186FB16

2H186FB17

2H186FB25

2H186FB29

2H186FB55

4J039BE01

4J039BE12

4J039BE19

4J039BE22

4J039BE28

4J039BE30

4J039CA06

4J039EA03

4J039EA37

4J039EA44

4J039EA46

4J039FA03

4J039GA24

(57)【要約】

【課題】 エチレングリコールを含まず、且つエチレングリコールを含むインクに劣らない保存安定性及び乾燥耐性を有する新たなインクジェット記録用水性インクを提供する。
【解決手段】 本発明のインクジェット記録用水性インクは、顔料と、グリセリンと、トリメチロールプロパンと、水と、を含み、エチレングリコールを含まず、前記水のモル分率が、９３．２％を超えて９３．５％以下であることを特徴とする。
【選択図】 なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

顔料と、グリセリンと、トリメチロールプロパンと、水と、を含み、
エチレングリコールを含まず、
前記水のモル分率が、９３．２％を超えて９３．５％以下である
ことを特徴とするインクジェット記録用水性インク。

【請求項2】

請求項１記載のインクジェット記録用水性インクを吐出するインクジェットヘッドと、加熱装置と、を含み、
前記加熱装置は、前記インクジェットヘッドにより前記水性インクが吐出された布帛に対し、加熱処理を行う
ことを特徴とする印刷装置。

【請求項3】

前記インクジェットヘッドが、第１インクジェットヘッドと、第２インクジェットヘッドと、を含み、
前記第１インクジェットヘッドは、前記水性インクを綿に吐出し、
前記第２インクジェットヘッドは、前記水性インクを化学繊維に吐出し、
前記加熱装置は、
前記第１インクジェットヘッドにより前記インクが吐出された場合、第１温度で第１時間の条件で、前記布帛を加熱し、
前記第２インクジェットヘッドにより前記インクが吐出された場合、第２温度で第２時間の条件で、前記布帛を加熱し、
前記第１温度は前記第２温度より高い、および、前記第２時間は前記第１時間より長い、の少なくとも一方である
請求項２記載の印刷装置。

【請求項4】

前記第２温度が、１１０℃以下である、請求項２又は３記載の印刷装置。

【請求項5】

インクジェット方式により水性インクを布帛に吐出するインク吐出工程を含み、
前記水性インクとして、請求項１記載のインクジェット記録用水性インクを用いることを特徴とする
布帛に対する画像の形成方法。

【請求項6】

さらに、前記水性インクが吐出された前記布帛に対し、加熱処理を行う加熱工程を含む、請求項５記載の画像の形成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インクジェット記録用水性インク、印刷装置、及び布帛に対する画像の形成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

インクジェット方式による画像の印刷に用いられるインクとして、エチレングリコールを含むインクが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００―２６５０９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、インクの多様性が求められていることから、エチレングリコールを含まない新たなインクの開発が求められている。

【0005】

そこで、本発明は、エチレングリコールを含まず、且つエチレングリコールを含むインクに劣らない保存安定性及び乾燥耐性を有する新たなインクジェット記録用水性インク、並びに、前記インクを用いた印刷装置、及び布帛に対する画像の形成方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記目的を達成するために、本発明のインクジェット記録用水性インクは、
顔料と、グリセリンと、トリメチロールプロパンと、水と、を含み、
エチレングリコールを含まず、
前記水のモル分率が、９３．２％を超えて９３．５％以下である
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、エチレングリコールを含まず、且つエチレングリコールを含むインクに劣らない保存安定性及び乾燥耐性を有する新たなインクジェット記録用水性インク、並びに、前記インクを用いた印刷装置、及び布帛に対する画像の形成方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の印刷装置の一例の構成を示す模式図である。

【図2】図２は、本発明の印刷装置の別の一例の構成を示す模式図である。

【図3】図３は、実施形態１の画像形成方法における処理の一例を示すフローチャートである。

【図4】図４は、実施例の水性インクの乾燥耐性評価におけるガラス板の様子を示す参考写真である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（インクジェット記録用水性インク）
本発明のインクジェット記録用水性インク（以下、「水性インク」又は「インク」と言うことがある。）について説明する。本発明のインクジェット記録用水性インクは、顔料と、グリセリンと、トリメチロールプロパンと、水と、を含み、エチレングリコールを含まず、前記水のモル分率が、９３．２％を超えて９３．５％以下であることを特徴とする。

【0010】

前記顔料は、特に限定されず、例えば、白色顔料のカラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）として、Ｃ．Ｉ．ピグメントホワイト１、４、５、６、７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８等があげられ、ブラック顔料として、カーボンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７）類等があげられ、イエロー顔料として、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー １、２、３、４、５、６、７、１０、１１、１２、１３、１４、１６、１７、２４、３４、３５、３７、５３、５５、６５、７３、７４、７５、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、９９、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１７、１２０、１２４、１２８、１２９、１３３、１３８、１３９、１４７、１５１、１５３、１５４、１５５、１６７、１７２、１８０等があげられ、マゼンタ顔料として、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２１、２２、２３、３０、３１、３２、３７、３８、４０、４１、４２、４８、５７、８８、１１２、１１４、１２２、１２３、１４４、１４６、１４９、１５０、１６６、１６８、１７０、１７１、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、１８７、２０２、２０９、２１９、２２４、２４５、２５４及びＣ．Ｉ．ピグメントヴァイオレット１９、２３、３２、３３、３６、３８、４３、５０等があげられ、シアン顔料として、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー １、２、３、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１６、１８、２２、２５、６０、６５、６６等があげられる。前記顔料は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。

【0011】

グリセリン、及びトリメチロールプロパンは、例えば、インクジェットヘッドのノズル先端部における前記水性インクの乾燥を防止する湿潤剤として機能する。ただし、これには制限されない。

【0012】

前記水性インク全量に対する前記顔料、グリセリン、及びトリメチロールプロパンの配合量は、特に限定されない。

【0013】

前記水は、イオン交換水又は純水であることが好ましい。前記水のモル分率は、前述のように、９３．２％を超えて９３．５％以下である。

【0014】

前記水性インクは、必要に応じて、さらに、従来公知の添加剤を含んでもよい。前記添加剤としては、例えば、界面活性剤、防腐剤、浸透剤、湿潤剤、ｐＨ調整剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、防黴剤等があげられる。

【0015】

（印刷装置）
つぎに、本発明の印刷装置について説明する。本発明の印刷装置は、一つの筐体の内部に、インクジェットヘッド、及び、加熱装置を備えた一体型のものであってもよいし、別個独立して、インクジェットヘッド、及び、加熱装置を含むシステムであってもよい。

【0016】

図１に、本発明の印刷装置の構成の一例を示す。図１の模式図に示すように、印刷装置１は、インクジェットヘッド２と、加熱装置３と、を含む。印刷装置１は、例えば、一般的なインクジェット方式の画像形成装置と同様の構成とすることができる。

【0017】

インクジェットヘッド２は、前記本発明のインクジェット記録用水性インクを吐出する。

【0018】

インクジェットヘッド２は、インク塗布部ということもでき、具体的には、例えば、インクジェットノズル列を有する液体吐出ヘッド、スプレー、インクを布帛に塗布するスタンプ、刷毛、及びローラ等があげられる。

【0019】

インクジェットヘッド２には、例えば、カートリッジやタンク等の収容容器が、供給チューブを介して接続されており、前記収容容器に、前記水性インクが収容されている。

【0020】

加熱装置３は、インクジェットヘッド２により前記水性インクが吐出された布帛に対し、加熱処理を行う。

【0021】

加熱装置３による前記加熱処理は、高温により、前記布帛に前記水性インクを定着させることができればよく、条件等は、特に制限されない。加熱装置３は、例えば、ヒートプレス等の接触加熱手段を含んでもよいし、オーブン等の非接触加熱手段を含んでもよい。

【0022】

印刷装置１は、制御部を含んでもよい。前記制御部は、中央演算装置（例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、入力インターフェースと、出力インターフェースとがバスを介して電気的に接続されている。

【0023】

前記ＣＰＵは、例えば、ユーザの入力を受付けする、表示装置、操作パネル、ボタン等によって入力された信号や、ＲＯＭ及びＲＡＭ内の各種プログラムやデータに基づいて各種演算や処理を行う。そして、前記出力インターフェースを介して、インクジェットヘッド２、及び加熱装置３等の各構成部材にデータ等を送信する。ＲＡＭは、読み出し・書き込み可能な揮発性記憶装置であって、ＣＰＵでの各種演算結果等が記憶される。

【0024】

次に、図２に、本発明の印刷装置の構成の別の一例を示す。図２の模式図に示すように、印刷装置１において、インクジェットヘッド２が、第１インクジェットヘッド２Ａ及び第２インクジェットヘッド２Ｂを含む。なお、この場合、印刷装置１は、第１インクジェットヘッド２Ａを含む印刷装置と、第２インクジェットヘッド２Ｂを含む印刷装置と、加熱装置３と、を含むシステムでもよい。

【0025】

第１インクジェットヘッド２Ａは、前記水性インクを綿に吐出する。第２インクジェットヘッド２Ｂは、前記水性インクを化学繊維に吐出する。これらの点以外は、第１インクジェットヘッド２Ａ及び第２インクジェットヘッド２Ｂは、インクジェットヘッド２と同様である。

【0026】

本例において、加熱装置３は、第１インクジェットヘッド２Ａにより前記インクが吐出された場合、第１温度で第１時間の条件で、前記布帛を加熱する。また、第２インクジェットヘッド２Ｂにより前記インクが吐出された場合、第２温度で第２時間の条件で、前記布帛を加熱する。

【0027】

前記第１温度及び前記第２温度、並びに前記第１時間及び前記第２時間は、特に制限されない。

【0028】

前記第１温度及び前記第２温度は、例えば、前記第１温度は前記第２温度より高いという条件に設定することができる。これにより、前記布帛が綿である場合に、前記布帛が化学繊維である場合と比較して、より高温で加熱することができる。前記第２温度は、例えば、１１０℃以下である。

【0029】

前記第１時間及び前記第２時間は、例えば、前記第２時間は前記第１時間より長いという条件に設定することができる。これにより、前記布帛が化学繊維である場合に、前記布帛が綿である場合と比較して、より長時間加熱することができる。

【0030】

（布帛に対する画像の形成方法）
つぎに、本発明の布帛に対する画像の形成方法（以下、「画像形成方法」と言うことがある。）について説明する。

【0031】

本発明の画像形成方法は、インクジェット方式により水性インクを布帛に吐出するインク吐出工程を含み、前記水性インクとして、前記本発明のインクジェット記録用水性インクを用いることを特徴とする。

【0032】

本実施形態の画像形成方法について、図３を用いて説明する。図３は、前記画像形成方法の一例を示すフローチャートである。本実施形態の画像形成方法は、例えば、前述の、印刷装置１を用いて、次のように実施できる。ただし、本実施形態の画像形成方法は、印刷装置１の使用には限定されない。なお、加熱工程（Ｓ１０２）は、必須ではなく、本実施形態の画像形成方法に含まれてもよいし、含まれなくてもよい。

【0033】

まず、インクジェットヘッド２により、前記インク吐出工程（Ｓ１０１）を行う。前記インク吐出工程（Ｓ１０１）は、インクジェット方式により水性インクを布帛に吐出する。

【0034】

前記水性インクは、前述の前記水性インクの説明を参照することができる。

【0035】

次に、加熱装置３により、加熱工程（Ｓ１０２）を行う。前記加熱工程（Ｓ１０２）は、前記水性インクが吐出された前記布帛に対し、加熱処理を行う。

【0036】

前記加熱処理は、前述の加熱装置３の説明を参照することができる。

【0037】

（画像が形成された布帛の製造方法）
つぎに、本発明の画像が形成された布帛の製造方法（以下、「製造方法」と言うことがある。）について説明する。

【0038】

本発明の製造方法は、布帛に対する画像の形成を行う画像形成工程を含み、前記画像形成工程が、前記本発明の布帛に対する画像の形成方法により実施される。この点以外は、特に制限されない。

【実施例0039】

つぎに、本発明の実施例について比較例と併せて説明する。なお、本発明は、下記の実施例及び比較例により限定及び制限されない。

【0040】

［実施例１］
顔料と、グリセリンと、トリメチロールプロパンと、水と、を含み、エチレングリコールを含まず、前記水のモル分率が、９３．２％を超えて９３．５％以下である水性インクについて、エチレングリコールを含むインクに劣らない保存安定性及び乾燥耐性を有することを確認した。

【0041】

（水性インク）
表１に示す組成の溶媒を用いて、実施例および比較例の前記水性インクを調製した（実施例、及び比較例１～１２）。それぞれにおいて、顔料として、市販のインクジェット方式のプリンターに用いられるインクに含まれる、イエロー及びマゼンタの顔料を使用した。

【表1】

【0042】

（常温安定性）
前記水性インクについて、常温安定性を確認した。前記常温安定性の確認は、以下のようにして行った。前記水性インクの調製直後、及び、２５度の条件で２週間静置した後のそれぞれにおいて、前記水性インクの粘度を測定した。前記粘度の測定は、東機産業製のＥ型粘度計である、ＴＶＥ３５Ｌ形粘度計を用いて行った。そして、前記調製直後、及び２週間後における前記粘度の測定値を比較し、変化率が１０％未満である場合に合格（「〇」）、１０％以上である場合に不合格（「×」）とした。

【0043】

（高温安定性）
前記常温安定性が合格であった前記水性インクについて、さらに、高温安定性を確認した。前記高温安定性の確認は、以下のようにして行った。前記水性インクの調製直後、及び、６０度の条件で２週間静置した後のそれぞれにおいて、前記水性インクの粘度、及び粒度分布を測定した。前記粒度分布の測定は、マイクロトラックベル社製ナノトラックＵＰＡ－ＥＸ１５０を用いて行った。そして、前記調製直後、及び２週間後における前記粘度、及び前記粒度分布の測定値を比較し、変化率がいずれも１０％未満である場合に合格（「〇」）、一方又は両方の変化率が１０％以上である場合に不合格（「×」）とした。

【0044】

（乾燥耐性）
前記高温安定性が合格であった前記水性インクについて、さらに、乾燥耐性を確認した。前記乾燥耐性の確認は、以下のようにして行った。前記水性インクを入れた容器にガラス板を浸漬し、引き上げた後、一定時間静置した。次に、純水を入れた規格瓶に前記ガラス板を浸漬し、引き上げた。図４に、前記引き上げた後の前記ガラス板の参考写真を示す。図４において、４枚のガラス板のうち、基準インクに浸漬した一番右のガラス板では、ガラス板下部の浸漬部分において、全体的に乾燥皮膜が残っていることがわかる。一方、これ以外のガラス板では、部分的に乾燥皮膜が残っている、又は、ほとんど乾燥被膜が残っていないことがわかる。そして、前記ガラス板上に残った乾燥皮膜量を目視で確認し、前記基準インクに浸漬した場合と比較して、前記水性インクに浸漬した場合の乾燥皮膜量が少ない場合に合格（「〇」）、乾燥皮膜量が同程度、及び多い場合に不合格（「×」）とした。

【0045】

この結果を表１に示す。表１に示すように、まず、エチレングリコールを含む比較例１および２の水性インクは、常温安定性、高温安定性、及び乾燥耐性がいずれも合格であり、優れていた。そして、エチレングリコールを含まず、前記水のモル分率が９３．５％である実施例１の水性インクも、常温安定性、高温安定性、及び乾燥耐性がいずれも合格であり、優れていた。

【0046】

これに対し、エチレングリコールを含まず、前記水のモル分率が９３．２％以下である比較例３の水性インクは、イエローの顔料を使用した場合の常温安定性は合格であったが、高温安定性が不合格であった。また、比較例４及び５の水性インクは、いずれも常温安定性が不合格であった。

【0047】

また、エチレングリコールを含まず、前記水のモル分率が９３．５％を超える比較例６、７、９及び１０の水性インクは、いずれも常温安定性が不合格であった。比較例１１及び１２の水性インクは、保存安定性については合格であったが、乾燥耐性が不合格であった。

【0048】

トリメチロールプロパンを含まない比較例８の水性インクは、常温安定性が不合格であった。

【0049】

以上のように、顔料と、グリセリンと、トリメチロールプロパンと、水と、を含み、エチレングリコールを含まず、前記水のモル分率が、９３．２％を超えて９３．５％以下である水性インクについて、エチレングリコールを含むインクに劣らない保存安定性及び乾燥耐性を有することが確認できた。

【産業上の利用可能性】

【0050】

以上のように、本発明によれば、エチレングリコールを含まず、且つエチレングリコールを含むインクに劣らない保存安定性及び乾燥耐性を有する新たなインクジェット記録用水性インク、並びに、前記インクを用いた印刷装置、及び布帛に対する画像の形成方法を提供することができる。

【符号の説明】

【0051】

１ 印刷装置
２ インクジェットヘッド
２Ａ 第１インクジェットヘッド
２Ｂ 第２インクジェットヘッド
３ 加熱装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】