(57)【要約】布地の上にインクジェット印刷する装置及び方法が開示されており、布地の前処理と、インクジェット印刷と、後処理との各ステップは、インクジェット・プリンタにおいてなされる。好適な方法は、布地に前処理を適用するステップと、前処理から余分な水分を蒸発させるステップと、前処理された布地にパターンをインクジェット印刷するステップと、パターンにおけるインクから水分を蒸発させるステップと、パターンにバインダ／後処理を適用するステップと、バインダを硬化させるステップとを含む。この布地印刷装置は、前処理水溶液を布地に適用する第１の適用装置を備えることによって、未処理の布地にも印刷を行う。第１の加熱要素は、前処理された布地が通過する際に、その前処理された布地からの水分のほとんど又は全部を蒸発させるように構成されている。次に、インクジェット・プリンタは、前処理された布地を受け取り、所望のパターンをその布地の上に印刷する。プリンタの出力部にある第２の加熱要素は、印刷のなされた布地が通過する際に、パターンにおけるインクから水分を蒸発させる。第２の適用装置は、インクの蒸発のあとで、印刷済みの布地にバインダ／後処理を適用する。第３の加熱要素は、亜インだ／後処理を乾燥させて硬化させる。
2005502796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
布地にインクジェット印刷する方法であって、
前記布地に前処理溶液を付着させるステップと、
前記布地を加熱して、前記前処理溶液から過剰な水分を蒸発させるステップと、
前記布地にパターンをインクジェット印刷するステップと、
前記布地を二度目に加熱して、前記パターンにおけるインクから過剰な水分を蒸発させるステップと、
バインダ／後処理を前記布地に付着させるステップと、
前記布地を三度目に加熱して、前記バインダ／後処理を硬化させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記前処理溶液は、インク触媒及び／又は接着助触媒であることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、前記前処理はアンモニア又はそれ以外のアミンを含むアクリル・ポリマの陽イオン懸濁水溶液であることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、前記バインダは、前記パターンを摩耗、水分及び紫外光から保護することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、前記バインダは前記パターンの上に保護コーティングを形成し、前記過剰な水分が蒸発させられた後で前記前処理溶液に結合することを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、前記バインダは、ポリアクリロニトリルの水溶液又はポリアクリロニトリルのラテックスであることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法において、前記バインダは、シリコーン・ポリマの水溶液又はシリコーン・ポリマのラテックスであることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１記載の方法において、前記前処理及びバインダは、スプレーイング、ローリング、パディング又は水没で構成されるグループの中の１つの方法によって前記布地に付着されることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１記載の方法において、前記加熱するステップは、それぞれが、加熱プレート、加熱空気ブロワ、非加熱空気ブロワ、ＩＲラジエタ、マイクロウェーブ・ラジエタ及びガス・ヒータで構成されるグループの中の１つの装置によって達成されうることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１記載の方法において、前記前処理溶液を付着させるステップの前に、印刷準備のできた布地の供給源を提供する追加的ステップを更に含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１記載の方法において、前記バインダを硬化させるステップのあとで、印刷された布地を出力する追加的ステップを更に含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
布地に印刷する装置であって、
布地にインク・パターンを印刷するインクジェット・プリンタと、
印刷の前に、前記布地に前処理溶液を付着させるように構成された第１の付着アセンブリと、
前記インクジェット・プリンタにおいて前記インク・パターンをインクジェット印刷する前に、前記前処理溶液から水分を蒸発させる王に構成された第１の蒸発アセンブリと、
前記インクジェット・プリンタによる印刷のあとで、前記インク・パターンから過剰な水分を蒸発させるように構成された第２の蒸発アセンブリと、
前記インク・パターンからの水分の蒸発のあとで、バインダ溶液を前記布地に付着させるように構成された第２の付着アセンブリと、
前記バインダ溶液から過剰な水分を蒸発させ前記バインダ溶液を硬化させるように構成された第３の蒸発アセンブリと、
を備えていることを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の装置において、前記第１、第２及び第３の蒸発アセンブリは、前記布地を加熱する加熱アセンブリであることを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項１２記載の装置において、前記加熱要素は、それぞれが、加熱プレート、加熱空気ブロワ、非加熱空気ブロワ、ＩＲラジエタ、マイクロウェーブ・ラジエタ及びガス・ヒータで構成されるグループの中の１つの装置であることを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項１２記載の装置において、前記第１及び第２の付着アセンブリは、スプレイ装置、ローラ、パダー及び水没タンクで構成されるグループの中の１つのアセンブリであることを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求項１２記載の装置において、前記前処理溶液は、インク触媒及び／又は接着助触媒であることを特徴とする装置。
【請求項１７】
請求項１２記載の装置において、前記バインダは、前記布地の前記パターンの上に保護コーティングを形成して、過剰な水分が蒸発されたあとで前記前処理溶液に結合し、前記布地の前記インク・パターンを、摩耗、水分及び紫外光から保護することを特徴とする装置。
【請求項１８】
請求項１２記載の装置において、前記バインダは、ポリアクリロニトリルの水溶液又はポリアクリロニトリルのラテックスであることを特徴とする装置。
【請求項１９】
請求項１２記載の装置において、前記バインダは、シリコーン・ポリマの水溶液又はシリコーン・ポリマのラテックスであることを特徴とする装置。
【請求項２０】
請求項１２記載の装置において、電子装置を更に備えており、前記インクジェット・パターンは、印刷の前に前記電子装置から前記プリンタの中に電子的にロードされることを特徴とする装置。
【請求項２１】
請求項２０記載の装置において、前記電子装置はコンピュータであることを特徴とする装置。
【請求項２２】
請求項２１記載の装置において、前記コンピュータの中にグラフィクス・ソフトウェアを更に備えており、前記インクジェット・プリンタによって印刷される前記インク・パターンは前記グラフィクス・ソフトウェアによって生成されることを特徴とする装置。
【請求項２３】
請求項２１記載の装置において、前記コンピュータと通信する周辺機器を更に備えており、前記インクジェット・プリンタによって印刷される前記パターンは前記周辺機器において生成されることを特徴とする装置。
【請求項２４】
請求項１２記載の装置において、前記加熱要素のそれぞれは加熱プレートであり、前記加熱プレートは、
金属プレートと、
前記金属プレートの下側表面に設けられており、加熱することにより前記金属プレートの加熱が生じる１又は複数の加熱バーと、
電力源と、
前記電力源と前記加熱バーとの間にあり、閉じることにより前記加熱バーの加熱が生じるスイッチと、
前記スイッチを開閉することにより前記金属プレートの温度を上昇又は下降させるコントローラと、
を備えていることを特徴とする装置。
【請求項２５】
請求項２４記載の装置において、前記金属プレート上に熱電対を更に備えており、前記熱電対の出力は前記コントローラに接続されていることを特徴とする装置。
【請求項２６】
請求項１２記載の装置において、前記前処理の付着の前に印刷準備のできた布地を提供する自動布地フィーダを更に備えていることを特徴とする装置。
【請求項２７】
請求項１２記載の装置において、前記バインダが硬化されたあとで前記布地を巻き取る自動布地ローラを更に備えていることを特徴とする装置。
【請求項２８】
布地にパターンをインクジェット印刷する方法であって、
印刷準備のできた布地に前処理溶液を付着させるステップと、
前記前処理溶液から過剰な水分を蒸発させるステップと、
前記布地にパターンをインクジェット印刷するステップと、
前記パターンにおけるインクから過剰な水分を蒸発させるステップと、
バインダを前記布地に付着させるステップと、
前記バインダから過剰な水分を蒸発させ、硬化させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２８記載の方法において、前記前処理、インク及びバインダから余剰の水分を蒸発させる前記ステップは、前記布地を加熱することによって達成されることを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２８記載の方法において、前記バインダは前記布地を加熱することによって硬化されることを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項２８記載の方法において、前記前処理は、インク触媒及び／又は接着プロモータとして機能するアクリル性ポリマの陽イオン懸濁水溶液であることを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項２８記載の方法において、前記バインダは前記パターンの上に保護コーティングを形成し、前記前処理溶液に結合することを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項２８記載の方法において、前記バインダは、ポリアクリロニトリルの水溶液又はポリアクリロニトリルのラテックスであることを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項２８記載の方法において、前記バインダは、シリコーン・ポリマの水溶液又はシリコーン・ポリマのラテックスであることを特徴とする方法。
【請求項３５】
請求項２８記載の方法において、前記前処理及びバインダは、スプレーイング、ローリング、パディング又は水没で構成されるグループの中の１つの方法によって前記布地に付着されることを特徴とする方法。
【請求項３６】
請求項２８記載の方法において、前記加熱するステップは、それぞれが、加熱プレート、加熱空気ブロワ、非加熱空気ブロワ、ＩＲラジエタ、マイクロウェーブ・ラジエタ及びガス・ヒータで構成されるグループの中の１つの装置によって達成されうることを特徴とする方法。
【請求項３７】
請求項２８記載の方法において、前記前処理溶液を付着させる前に未処理の布地を提供するステップと、前記バインダを硬化させるステップのあとで印刷された布地を出力するステップとを更に含むことを特徴とする方法。
【請求項３８】
前処理された布地にパターンをインクジェット印刷する方法であって、
前記布地にパターンをインクジェット印刷するステップと、
前記布地を加熱して、前記パターンにおけるインクから過剰な水分を蒸発させるステップと、
バインダを前記布地に付着させるステップと、
前記布地を加熱して、前記バインダを乾燥させ、硬化させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３９】
布地にパターンをインクジェット印刷する方法であって、
印刷準備のできた布地に前処理溶液を付着させるステップと、
前記布地を加熱して、前記前処理溶液から水分を蒸発させるステップと、
バインダ溶液が混合されているインクを用いて、布地にパターンをインクジェット印刷するステップと、
前記布地を加熱して、前記パターンから水分を蒸発させ、前記バインダを硬化させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、布地の上への印刷（プリント）に関し、更に詳しくは、布地にインクジェット印刷するための印刷装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
布地に印刷するための現在の方法の中には、ローラ印刷、スクリーン印刷、転写印刷などがある。これらの方法では、鋳型又はスクリーン・プレートを用意することが必要であり、それには、２ないし３週間を要することがあり、非常に高価になりうる。更には、パターン登録と「校正刷り」とを決定して色の精度を評価するスクリーン又はロールの設定などの初期コストを構成する時間、労力及び材料という追加的な要因も存在する。結果として、これらの方法は、１種類又は少量の布地への印刷に関してはコスト効率的でない。これらの方法は、プレート（版）を準備するコストを数量全体に分散させることが可能であるような大量の布地への印刷において、より一般的に用いられている。しかし、大量の布地への印刷に付随する問題の１つとして、特定の流行の期間は短いことが多いということがある。流行が変化すれば、流行遅れの印刷がなされた大量のむだな在庫が存在することにつながりかねない。また、オートクチュール型のファッションのような１種類の布地を１つだけ製造するというような必要性も存在する。現在の方法を用いていては、このような少量の印刷に要するコストは、極端に大きなものとなる。
【０００３】
このような問題のために、少量の印刷を行うのに現実的な、低コストの布地印刷方法及び装置に対する関心が生じている。また、プレートの準備に伴う２ないし３週間の時間的遅延を生じさせないような方法又は装置に対する関心も存在する。上述した追加的な要因のために、この遅延が数ヶ月に及ぶこともありうる。このために、ファッションに関係する投資家たちが、適切な磁気に製品を市場に出すためには、パターンや色の開発について危険を冒すことが不可避的となっている。
【０００４】
インクジェット・プリンタによる布地印刷は、少量の印刷に対して、提案されてきている。しかし、インクジェット・プリンタは粘度の低いインクを用いており、布地への印刷に従来用いられている高粘度インクは、従来型のインクジェット・プリンタでは用いることができない。というのは、そのようなインクは、インクジェット・ノズルの中を適切に流れないからである。また、布地の上に付着された低粘度インクは、拡がってしまう傾向にあるが、その理由は、布地が一般的にはインクを効果的に保持できないからである。この問題は、インクジェットはほんの少量のインクをある特定のパターンのために布地上に付着させるので、そのようなパターンは容易に磨り減り、洗濯によって失われたり褪せたりするという事実によって増大する。継続性があり、鮮明で、洗濯や日光への露出によって褪せることがないパターンをインクジェット印刷された布地に提供する際には、相当な困難が生じているのである。
【０００５】
これらの問題に対処するために、様々な布地コーティングや処理が、布地に対して適用されてきた。例えば、スターチ、セルロース、アラビアゴム、ポリビニル・アセテートなどの化合物をインクジェット印刷の前に布地上に付着させて、インクの拡散や褪せを減少させることがなされてきた。改善は見られるのであるが、インクジェット・パターンは、依然として、従来型の方法によって作られるパターン程には鮮明でなく、洗濯したり太陽光に露出されたりすると、結果的に、著しい色褪せが生じてしまう。また、このような処理はプリンタから離れた場所で行われるのが通常であり、そこでは、布地を乾燥させたり、再び巻くという作業がなされる。このために、印刷プロセスに追加的な時間及び費用が必要となる。
【０００６】
印刷の後に保護用のポリマ・コーティングを施すことも、一時的な解決策として用いられてきた。しかし、このためには、別個のオフライン・プロセスが必要となり、それほど効率的でない。多くの場合、それにより、インクの布地の繊維に沿った滲みが生じ、印刷の解像度が低下する。また、この追加的なプロセスにより、相当な追加的コストが生じるので、インクジェット印刷によって得られるはずの所要時間の短縮という効果が最小化されてしまう。
【０００７】
熱定着又は放射硬化性のインクがインクジェット・プリンタには用いられているが、そのため、プロセスの中にもう１つのステップが加わり、コスト及び所用時間が増大し、やはり、インクジェット印刷によって得られるはずの所要時間の短縮という効果が最小化されてしまう。更に、このようなインクのために、布地の感触又は肌触りが悪くなる。というのは、このようなインクは、硬化の際に硬い表面を形成するからである。
【０００８】
インクジェット印刷された布地の水によって変化しない性質を改善するために、これ以外の処理が開発されてきている。Kazuoへの米国特許第４，７０２，７４２号には、布地へのインクジェット印刷の方法が開示されており、この方法では、印刷の前に、インクのアクセプタが布地の上に付着され、好適なアクセプタは、水溶性の天然又は合成ポリマとされている。そして、水溶性のインクが、インクジェット印刷によって布地の上に付着される。この方法は、インクの中の染料を凝固させる追加的なステップを含む。
【０００９】
Alfekri他への米国特許第６，００１，１３７号にも、布地へのインクジェット印刷の方法が開示されており、この方法では、布地は、インクジェット印刷に先立って、エピハロハイドリンのポリマ又はコポリマを用いて処理される。テトラアルキルアンモニア塩などの柔軟剤を布地に付着させて、柔らかい感触を与えたり、陽イオン・バインダを布地の上に付着させることも行われる。
【００１０】
Heldへの米国特許第５，８５３，８６１号には、耐久性と耐水性とを改善しながら布地の上にパターンをインクジェット印刷するためのインクと布地との組合せが開示されている。インクは、水性のキャリアと、顔料と、酸、基剤、エポキシ又はハイドロキシ機能部分を有するポリマとを含む。布地は、ハイドロキシ、アミン、アミド又はカルボキシル群とクロスリンク剤とを含み、印刷されたイメージが外部のエネルギ源に露出されると、クロスリンク剤が布地及びインク内のポリマと反応する。
【００１１】
Yamamoto他への米国特許第５，６９８，４７８号には、布地上に印刷されたパターンの深度及び輝度を改善しながら前処理用の陽イオン物質を用いて布地を着色することのないインクジェット用の布地及び印刷プロセスが開示されている。インクジェット用布地は、主に、重量比が０．１ないし５０％の陽イオン物質と、重量比が０．０１ないし５％のアルカリ性物質と、重量比が０．０１ないし２０％の多価の酸のアンモニア塩とを含むセルロース繊維で構成されている。
【００１２】
以上の方法及び製品の主な短所は、いずれも、インクジェット印刷の前に布地の準備をする追加的なステップが必要となるということである。このために、物質を布地に適用して、（必要な場合には）布地を遠隔地で乾燥させることが必要となり、時間と費用とが追加される。また、後処理も通常行われ、遠隔地で乾燥が行われる。これもまた、時間と費用とを追加させることになりうる。
【発明の開示】
【００１３】
本発明は、布地にインクジェット印刷を行う新規な印刷装置及び方法を提供し、布地を前処理するステップとインクジェット印刷するステップと後処理するステップとが、インクジェット・プリンタにおいてなされる。これにより、布地へのインクジェット印刷を１つのステップで一箇所で行うことができ、前処理及び後処理用の物質を別の場所で適用し、それに伴う乾燥及び再巻き取りのために生じる時間及び費用を削減することができる。本発明は、また、従来型のインクジェット印刷された布地よりも耐久性があり褪せにくいパターンを生じさせる。このパターンは、また、よりよい印刷解像度とより明るい色とを有することが可能になる。
【００１４】
この新規な方法は、布地に前処理を適用するステップと、前処理から余分な水分を蒸発させるステップと、前処理された布地にパターンをインクジェット印刷するステップと、パターンにおけるインクから水分を蒸発させるステップと、パターンにバインダ／後処理を適用するステップと、バインダを硬化させるステップとを含む。あるいは、前処理と前処理の水分蒸発ステップとは、既に前処理のなされている布地にインクジェット印刷することによって、省略することができる。この布地には、依然として、インクからの水分を蒸発させるステップと、バインダ／後処理を適用して硬化させるステップとがなされることになる。
【００１５】
この新規な印刷装置は、「印刷準備済み（ＰＥＰ）」布地として知られている洗濯済み及び／又はブリーチ済みの布地を入力することができるように構成されており、この新規な装置は、第１の付着用アセンブリが前処理用の水溶液を布地に適用する。第１の蒸発アセンブリは、前処理済みの布地が通過する際に、その布地からほとんど又はすべての水分を蒸発させるように構成されている。第２の蒸発アセンブリは、プリンタの出口に配置されており、パターンのインクから水分を蒸発させる。次に、第２の適用装置が、バインダ／後処理溶液を印刷済みの布地に適用し、第３の蒸発アセンブリが、そのバインダ／後処理を乾燥及び硬化させる。好適実施例では、蒸発アセンブリは、溶液とインクとを乾燥させ、熱を布地に与えることによってバインダ／後処理を硬化させる。
【００１６】
この新規な装置は、その入口及び出口にフィーダとローラとを有することにより、ＰＦＰ布地がこの新規なプリンタの中に自動的に導かれ、印刷及び硬化の直後に巻き取られるようにすることができる。布地に印刷されるパターンは、好ましくは標準的なデータ・バスを介して、コンピュータからプリンタの中に電子的にロードされている。このパターンは、デジタル・カメラやスキャナなどの様々な周辺機器から、又は、インターネットなどのデータ・ネットワークを介して、コンピュータの中にロードすることができる。
【００１７】
この新規な装置及び方法は、大量の及び少量の布地に迅速かつ安価に印刷するのに用いることができる。この装置及び方法は、特に、異なる名前やロゴを印刷するなど各ステップの間において僅かな変更が必要となるような、比較的少量又は少数の布地の印刷に適用することができる。また、古く、損傷があり、又は、褪せている布地を一致させて印刷する、ファッション産業のためにサンプリング・パターンを布地に印刷する、又は、Ｔシャツやそれ以外のノベルティ・アイテムにイメージを印刷することなどに、用いることもできる。従来型の印刷システムは、パターンにおけるサイズ、反復、色数などに関して限度があった。本発明は、従来型の方法と比較すると、著しい改善を提供することができる。新たなオリジナルなデザインをコンピュータから完成した織物の上に数分で生じさせることができるし、色の変化や反復サイズの変更なども、等しく短時間の間に作り出すことができる。
【００１８】
本発明の以上の及びそれ以外の特徴は、以下の詳細な説明を添付の図面と共に読むことによって、当業者に明らかとなるはずである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
新規な布地印刷方法：図１は、本発明による布地インクジェット印刷方法の流れ図１０である。布地には、これらの限定されることはないが、綿、ウール、絹、麻、リネン、ラミー等の天然繊維、キュプラやレーヨンなど再生繊維、アクリル、ナイロン、アセテートなどの合成繊維、これらの繊維をポリエステル、ビニロン、ポリプロピレン、アセテート、トリアセテートなど水溶性染料や顔料色素を用いて染めることができる他の繊維と混合したものなどから作られた布を含む。
【００２０】
この新規な方法は、前処理のなされていない布地／布と、前処理や、インクジェット印刷されたパターンを保護し保持する布地の能力を改善するためのそれ以外の追加物質とを入力する最初のステップ１２を含む。このタイプの布は、この技術分野では、ＰＦＰ布地として知られている。
【００２１】
次のステップ１４では、前処理がＰＦＰ布地に適用されるが、これは、インク触媒又は接着プロモータとして機能する。前処理溶液は、セルロース繊維の中のハイドロキシル及びカルボキシル群、タンパク質繊維の中のアミン又はアミノ群又は合成繊維の中の反応性群に結合する物質を含まなくてはならない。また、インクの中の顔料に結合することにより、インクを布地に接着させる界面層を形成しなければならない。多くの異なる市販されている前処理溶液を用い、そして、多くの異なる方法を用いて、前処理を適用することができる。これには、布地を、スプレーイング、パディング、ローリング又は前処理溶液の中への水没が含まれる。ただし、これは、限定列挙ではない。
【００２２】
次のステップ１６では、過剰な水分が、布地の上の前処理から蒸発される。この蒸発は、ガスの炎又は触媒作用による燃焼を用いた直接加熱、電気的要素又は加熱プレート、布地に対して加熱済み又は未加熱の空気を吹き付ける、マイクロ波放射、ＩＲ放射などを含む多くの異なる方法によって達成することができる。ただし、これは、限定列挙ではない。布地を焦がすことなく布地に熱を与える任意の方法を用いることができる。
【００２３】
次のステップ１８では、所望のパターンが、インクジェット・プリンタを用いて布地に印刷される。好適実施例では、プリンタは、着色されたインク又は染料インクを用いる。多くの異なる市販されているインクジェット・プリンタを用いることができるが、これには、限定列挙ではないが、ヒューレット・パカード社のＨＰ５０００ＰＳ、エンカド・ノバジェット８５０、エンカド・クロマ２４などが含まれる。
【００２４】
インクジェット・プリンタによって付着されたインクは、水性で、一般的には僅かに２ないし８％の固体を有し、よって、インクの粘性は、インクジェットを通過することができる程度に十分に低く維持される。次のステップ２０では、インクジェット印刷されたパターンの中の過剰な水分が、ステップ１６の前処理蒸発において用いられたのと同じタイプの加熱方法の中の１つを用いて、蒸発される。
【００２５】
ステップ２２では、バインダ／後処理溶液が、布地に適用され、印刷されたパターンを摩擦及び褪せから保護する。また、バインダは、好ましくは、日光に露出されたときにパターンを保護し、物質がパターン内の色を明るく維持するように、紫外線（ＵＶ）阻止剤を有している。好適なバインダ／後処理は、インクの上に保護コーティングを形成し、先に適用されている前処理に結合する。
【００２６】
ステップ２４では、バインダ／後処理は、ステップ１６及び２０において前処理及びインクを乾燥するのに用いられたのと同じ方法の中の１つを用いて、パターンにおいて硬化される。バインダ／後処理は、また、蒸気（スチーム）又は紫外線（ＵＶ）放射を用いて硬化させることができる。後処理がいったん硬化されると、ステップ２８において、改正した印刷済み布地が出力される。
【００２７】
別の方法では、ステップ１２、１４及び１６を、既に前処理が施され印刷プロセスに先立って乾燥されている布地を用いることによって、パイパスすることができる。この方法は、前処理された布地を入力するステップ３０で開始して、次のステップは、インクジェット印刷ステップ１８となる。そして、上述したのと同じステップ２０、２２、２４及び２８が続く。更に別の実施例では、前処理をインクジェット・インクに加えることにより、インクと共にＰＦＰ布地に適用することができ、インクが乾燥するのと同じときに乾燥される。この実施例では、ステップ１４及び１６をスキップすることができる。
【００２８】
更に別の方法では、後処理をインクジェット・インクと混合して、後処理がインクと共に適用されるようにすることができる。インクは、後処理が乾燥され硬化されるのと同時に乾燥させることができる。ステップ２２は、削除することができ、また、ステップ２０及び２４は、合成して、１つのステップとすることができる。それ以外は、すべての同じステップが、この方法の中でこれ以降になされる。
【００２９】
図２は、本発明による好適な布地印刷方法の流れ図４０を示している。上述した場合と同じく、第１のステップ４２は、ＰＦＰ布地の入力である。前処理を適用するステップ４４では、Blackman Uhler Chemical Companyの製造によるセルロース材料用のアクア・ヒュー前処理（Aqua Hue Pre Treat）２６３５などの市販の前処理の溶液が、好適な適用方法であるスプレーイングを用いて、布地に適用される。アクア・ヒュー２６３５は、陽子を受けて、綿、リネン及びレーヨンのセルロース上にハイドロキシル及びカルボキシル群に結合する能力を強化する陽イオン特性を提供するアミン又はそれ以外の水素アクセプタ群を含むアクリル性ポリマの陽イオン（正に帯電）懸濁液である。この前処理は、濃縮された形態で市販されており、１０％の濃度まで水と混合される。好適な濃度は、２．５ないし５％の範囲である。この前処理が適用される際に濃度が大きすぎる場合には、前処理が乾燥されると、布地が硬くなってしまう。
【００３０】
次のステップ４６では、前処理の中の可能な水分が、加熱要素によって、好ましくは布地を温度制御された加熱プレートの上を移動させるという方法で、蒸発される。好適な加熱プレートは、図４に示されており、以下で詳細に説明される。加熱プレートは、布地を焦がさずに前処理溶液から水分を蒸発させるのに十分な程度、熱くなければならない。加熱プレートは、約６０インチ幅の濡れた布地を乾燥させるためには、毎分１フィートの布地の速度に対して１５００ワットを生じなければならないと評価される。しかし、異なる布地に対する乾燥時間は、ある１つの与えられた温度において、異なる場合がありうる。例えば、華氏３５７度プラスマイナス７度では、綿は、約４０秒で焦げるが、リネンは、約４０秒よりも短い時間で焦げる。華氏３２５度プラスマイナス１度では、綿は、約９０秒で焦げるが、リネンは、約１２０秒で焦げる。熱プレートの温度は、布地のタイプとこの熱プレートの上を布地が移動する速度とに応じて調整されなければならない。蒸発ステップ４６では、加熱プレートは、華氏約２４０度である。
【００３１】
次のステップ４８では、パターンが前処理された布地の上に、インクジェット印刷される。この際に用いられるのが好ましいインクジェット・プリンタは、ヒューレット・パカード社のＨＰ５０００ＰＳ又はエンカド・ノバジェット８５０のインクジェット・プリンタであり、これらは共に適切な色制御を備えている。インク乾燥ステップ５０では、布地は、ステップ４６のときと同様に加熱要素の上を移動され、インクの過剰な水分が乾燥される。乾燥ステップ５０における加熱プレートの典型的な温度範囲は、華氏１８０−２２０度である。
【００３２】
バインダ／後処理適用のステップ５２では、インク、前処理及び布地のタイプと適合するバインダすなわち後処理の溶液が、布地に適用される。このバインダ／後処理は、溶液ではなく、純粋な物質又は水の中における物質の懸濁である。好適なバインダ／後処理は、市販されているが、それ以外のバインダ／後処理を用いることもできる。適当なバインダ／後処理の１つとして、Blackman Uhler Chemical Companyの製造によるセルロース繊維用のアクア・ヒュー・バインダ（Aqua Hue Binder）２６７４があり、その好適な適用方法はスプレーイングである。アクア・ヒュー２６７４は、印刷されたパターンの上に保護コーティングを形成し先に適用された前処理と結合するポリアクリロニトリル・ラテックスである。このバインダは、濃縮された形態で市販されており、２．５％から１０％の濃度まで水と混合される。ステップ５４では、後処理は、好ましくは加熱プレートである加熱要素によって硬化される。布地は加熱プレートの上を移動され、そこでバインダは華氏約３２０−３５０度の範囲の温度で硬化される。最後のステップ５４は、印刷が完成した布地の出力である。
【００３３】
図１の方法と同様に、ステップ４２、４４及び４６は、前処理済みの布地５６を入力することによって、バイパスすることができる。ステップ４４及び４６は、前処理をインクジェットのインクと混合することによってバイパスが可能である。また、後処理をインクと混合することによって、ステップ５２をバイパスすることができ、ステップ５０及び５４を結合することができる。
【００３４】
新規な布地プリンタ：図３は、耐久性があり鮮やかなパターンをＰＦＰ布地の上に迅速で容易で安価にインクジェット印刷することができる新規な布地印刷装置６０であって、プロセス全体がこのインクジェット・プリンタにおいて生じる装置の図を示している。この装置には、印刷されるＰＦＰ布地６２の供給源が含まれている。この布地は、プリンタ６０の中により効率的に導かれることが可能であるように、紙の裏打ちがなされていることがありうる。ただし、この新規なプリンタは、紙の裏打ちなしでも動作可能である。ＰＦＰ布地は、大量に印刷される場合には、ロール状に保持されている場合がある。しかし、布地を、単独シートや折り曲げられた形状など、それ以外の形態で供給することも可能である。布地は、インクジェット・プリンタ６４の速度で、このインクジェット・プリンタがＰＦＰ布地をその供給源６２から引っ張りながら、この新規な装置の中に導かれる。
【００３５】
布地は、インクジェット・プリンタ６４の中に引き込まれると、通過する際に未処理の布地の上に前処理溶液の層を付着させるように構成された第１のスプレイ装置６６の下を通過する。印刷装置６９は、また、第１の加熱装置６８を有しており、前処理がなされた布地がその上を通過し、前処理溶液から水分を蒸発させる。好適な加熱装置６８は、布地が通過する際に接触する金属製の加熱プレートであり、それによって、プレートからの熱が布地を加熱する。
【００３６】
布地は、次に、インクジェット・プリンタ６４の中に引き込まれ、そこで、所望のパターンがその上に印刷される。新たに印刷された布地は、次に、パターンの中のインクから水分を蒸発させるように構成された第２の加熱装置７０の上を通過する。上述の場合と同様に、好適な第２の加熱装置７０は、通過する際に布地と接触する金属製の加熱プレートである。
【００３７】
第２のスプレー装置７２は、バインダ／後処理の層を、パターンの中のインクが乾燥された後で、布地の上に付着させるように構成されている。後処理がなされた布地は、第３の加熱装置７４の上を移動し、この加熱装置が布地を加熱してパターンの上のバインダ／後処理を乾燥させて硬化させる。好適な第３の加熱装置７４は、加熱プレートである。バインダ／後処理が乾燥され硬化された後で、印刷された布地７６は、使用の準備ができた状態又は貯蔵される準備ができた状態となる。印刷済みの布地を貯蔵する方法の１つとしては、それを再度巻いておくことがある。
【００３８】
布地に付着されるパターンは、布地に印刷される前に電子装置からインクジェット・プリンタ６４にロードされていなければならず、好ましくは、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）から標準的な通信バス７８を介してロードされる。このパターンは、ＰＣ８０の中のグラフィクス・ソフトウェアにおいて生成することができる。あるいは、スキャナ８２、デジタル・カメラ８４、磁気若しくはコンパクト・ディスク８６などの周辺機器から、又は、インターネット８８などのデータ・バスを介してＰＣ８０の中にロードすることができる。イメージは、ＰＣ８０のメモリに記憶することができるし、又は、直接にインクジェット・プリンタ６４に送ることもできる。
【００３９】
加熱装置６８、７０及び７４は、それぞれが、温度コントローラ９０、９２及び９４を有している。印刷される布地のタイプに応じて、布地に付着される前処理、インク及びバインダの量と、好適な加熱装置６８、７０及び７４におけるプレートの温度とは、布地を焦がさずに、前処理又はインクの中の水分を蒸発させ、バインダを硬化させるように調整することができる。また、新規なプリンタ６０においてパターンが布地に印刷される速度は、インクジェット・プリンタ６４の速度によって制限され、インクジェット・プリンタ６４は、パターンの複雑さに応じて異なる速度で印刷をすることができる。インクジェット・プリンタ６４の速度が変化するから、加熱プレート６８、７０及び７４の温度を調整することにより、布地の加熱が印刷速度と調和がとれるようにすることができる。
【００４０】
図４は、任意の熱伝導性材料で構成することができるが好ましくは熱伝導率がよい銅及び／又はアルミニウムで作られている加熱プレート１０２を含む好適な加熱装置１００の図を示している。プレート１０２は、好ましくは、矩形の形状をしており、その長軸側は、布地の幅よりも若干長くなっている。布地１０１は、この金属プレート１０２の上側表面の上を接触しながら通過することにより、熱が布地の中を通過するようになっている。多数の加熱用バー１０４がプレート１０２の下側表面に固定されていることにより、これらのバーが加熱されると、熱がプレート１０２の全体に拡がるようになっている。幅が６０インチである布地を加熱するのに用いられる好適な加熱装置１００では、プレート１０２の長さは、約６４インチである。プレート１０２は、長さが約６０インチでありプレート１０２の長さに沿って配置されその長軸と平行な少なくとも３つの等間隔で離間されているバー１０４を有している。２つのより小さな加熱バーは、プレートの両端部に配置することができ、追加的な温度制御を提供する。バー１０４は、ソリッドステート・スイッチ１０６の出力に接続され、このスイッチの入力は標準的な壁電源（１２０ボルトの交流電流源）である電源に接続されている。スイッチ１０６はコントローラ１０７によって開閉され、電力が加熱バーに送られ、熱を与える。
【００４１】
温度測定装置１０８が、金属プレート１０２上の、加熱要素１００に対する所望のピーク又は平均温度を表す位置に配置される。好適実施例では、温度測定装置１０８は、熱電対である。プレート１０２の所望の温度は、コントローラ１０７において設定され、プレート１０２の現在の温度は、コンピュータ１０７に結合される。熱電対の出力は、コンピュータ１０７に送られ、コントローラ１０７は、熱電対の入力に応じてスイッチ１０６を付勢する。プレート１０２の温度を上昇させる必要がある場合には、スイッチ１０６はコントローラによってより頻繁に開閉され、より多くの電力パルスが加熱バー１０４に送られる。プレートの温度を下降させる必要があるときには、それほど頻繁でない電力パルスが加熱バー１０４に送られるか、又は、パルスが切断される。
【００４２】
別の実施例では、湿気センサ１０９をそれぞれの加熱プレートの終端部には位置して、加熱要素を通過した後の布地における湿気のレベルを測定することができる。湿気センサの出力は、コントローラ１０７に結合することができ、コントローラ１０７は、この出力を用いて、加熱バー１０４に送られるパルスの数を増減させる。例えば、湿気センサ１０９が加熱プレート１０２を通過した後で布地に受け入れがたいレベルの湿気が存在することを感知する場合には、プレートに送られるパルスの数を増加させることができる。センサ１０９が湿気レベルが低すぎると感知する場合には、布地が焦げてしまう危険があり、パルスの数を減少させることができる。
【００４３】
図５は、ＰＦＰ布地を新規なプリンタ６０の中に自動的に導くのに用いられる好適なフィーダ・アセンブリ１１０と、装置６０の出力から印刷された布地を巻き取るのに用いられる巻き取りアセンブリ１１２とを示している。異なる市販のフィーダ及びローラを用いることができるが、好適なものは、「Feeder-Winder System」の名称でSophis Inc.で製造され供給されているものである。
【００４４】
フィーダ・アセンブリ１１０では、ＰＦＰ布地は、入力ロール１１４の上に保持される。そして、第１のアイドル・ローラを通過して、ノンスリップ・ローラ１１８の上を通過して、第１のマイクロスイッチ（図示せず）に接続された第１の重み付きローラ１２０の下に導かれる。第１のローラ１２０は、ＰＦＰ布地における張力に応じてマイクロスイッチのオン及びオフ位置の間で移動し、フィーダ１１０は、マイクロスイッチの状態に応じて停止及び始動する。張力が存在すると、布地は、第１のローラ１２０を第１のマイクロスイッチをオン位置に引っ張り、張力がわずかしかない又はない場合には、第１のローラ１２０はマイクロスイッチのオフ位置に移動する。第１のローラ１２０から、プロセス布地は、新規なプリンタ６０の中に導かれる。
【００４５】
巻き取りアセンブリ１１２では、新規な装置６０からの印刷された布地が、第２のマイクロスイッチ（図示せず）に接続された第２の重み付きローラ１２４の下に導かれる。第２のローラ１２４は、第１のローラ１２０と同様に動作するが、印刷済み布地に張力が存在すると、第２のローラ１２４はオフ位置に移動し、張力がわずかしかない又はないとオン位置に移動する。印刷済み布地は、次に、第２のローラ１２８によって、２つのノンストップ巻き取りローラ１３０及び１３２の間に導かれる。出力布地ロール１３４は、２つの巻き取りローラ１３０及び１３２の上に置かれる。ローラ１３０及び１３２は、第２のマイクロスイッチの状態に応じて、停止及び始動する。印刷済みの布地は、巻き取りローラ１３０及び１３２が協動して回転すると、出力ロール１３４の上に書き取られる。
【００４６】
動作中は、プリンタ６０は、印刷されているパターンのタイプに応じて異なる速度で印刷し、同じ布地に印刷している場合でも異なる速度で印刷することが多い。フィーダ及びローラ・アセンブリ１１０、１１２は、そのような異なるプリンタ速度を提供するように送りと巻き取りとを自動的に始動及び停止する。プリンタ６０は、印刷を開始すると、ＰＦＰ布地の供給を引っ張り、そこに張力を生じさせる。これによって、第１の重み付きローラ１２０はマイクロスイッチのオン位置に引っ張られ、ノンスリップ・ローラ１１８を回転させ、ＰＦＰ布地を入力ロールから引っ張る。これにより、オフ位置に移動するまで、第１の重み付けローラ１２０におけるＰＦＰ布地の供給源での張力が低下する。
【００４７】
ローラ・アセンブリ１１２も、同様に動作する。巻き取りローラ１３０及び１３２は、回転して、出力ロール１３４における印刷済み布地を巻き取る。プリンタ６０が印刷している速度よりも高速で回転すると、これらの巻き取りローラは、印刷済み布地に張力を生じさせる。これにより、第２の重み付きローラ１２４は第２のマイクロスイッチのオフ位置に引っ張られて、巻き取りローラ１３０及び１３２を停止させる。布地の印刷が継続するにつれて、より多くの印刷済み布地が、第２の重み付けローラがオン位置に移動して巻き取り用ローラ１３０及び１３２が再度巻き取りを開始するまで、プリンタ６０から出力される。
【００４８】
以上では、本発明をその好適な構成を参照しながら詳細に説明したが、他のバージョンも可能である。上述したように、新規な印刷装置６０は、多くの異なる装置を用いて前処理及びバインダ／後処理溶液を付着させるが、多くの異なる装置を用いて布地を蒸発させ付着された溶液を蒸発及び硬化させることができる。異なる周辺機器がパターンをプリンタにロードすることができ、異なるフィーダ及びローラを用いることができる。冒頭の特許請求の範囲の精神及び範囲は、明細書の中の好適実施例に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】布地にインクジェット印刷する新規な方法のための流れ図である。
【図２】図１に示された新規な方法の好適実施例の流れ図である。
【図３】新規な布地印刷装置の必須要素と相互接続とを示す図である。
【図４】新規な印刷装置の中の３つの加熱要素の中の１つの必須要素と相互接続とを示す図である。
【図５】未処理の布地をプリンタの入口に自動的に提供し、印刷された布地を自動的に巻き取るフィーダ及びローラ・アセンブリの必須要素を示す図である。
【図１】
2005502796.tif 000003
【図２】
2005502796.tif 000004
【図３】
2005502796.tif 000005
【図４】
2005502796.tif 000006
【図５】
2005502796.tif 000007
【国際公開パンフレット】
2005502796.tif 000008
2005502796.tif 000009
2005502796.tif 000010
2005502796.tif 000011
2005502796.tif 000012
2005502796.tif 000013
2005502796.tif 000014
2005502796.tif 000015
2005502796.tif 000016
2005502796.tif 000017
2005502796.tif 000018
2005502796.tif 000019
2005502796.tif 000020
2005502796.tif 000021
2005502796.tif 000022
2005502796.tif 000023
2005502796.tif 000024
2005502796.tif 000025
2005502796.tif 000026
2005502796.tif 000027
2005502796.tif 000028
2005502796.tif 000029
2005502796.tif 000030
2005502796.tif 000031
2005502796.tif 000032
2005502796.tif 000033
2005502796.tif 000034
2005502796.tif 000035
2005502796.tif 000036
2005502796.tif 000037
2005502796.tif 000038
2005502796.tif 000039
【国際調査報告】
2005502796.tif 000040
2005502796.tif 000041
2005502796.tif 000042
2005502796.tif 000043