JP2011063777A - メンテナンス液、インクセット及びメンテナンス方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水と、水溶性有機溶剤と、下記一般式(1)で表される水溶性珪酸塩及びコロイダルシリカのすくなくとも一方と、含むメンテナンス液。
一般式(1) xM2O・ySiO2
(式中、MはK、又はNaを表し、xは1または2を、yは1〜5の整数を示す。)
【選択図】なし
Description
具体的には、液体流路構成部材の腐食劣化防止、及び吐出液体の充填性の向上を目的に、液体の液滴を吐出する液体吐出装置用ヘッド装置の液体流路内に充填する充填液として、前記流体流路内の金属の腐食、溶出を抑制する腐食溶出防止剤を含有する液体吐出装置用充填液が開示されている。(例えば、特許文献1参照)。
また、部材腐食防止、優れた洗浄性を有するとして、特定のグリコールエーテル類またはグリコールエステル類を少なくとも1種以上含有し、さらに、溶存酸素量が45mg/L〜10mg/Lであるインクジェットプリンター用のメンテナンス液が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
本発明は、インクジェット記録装置におけるメンテナンスに用いることが可能で、洗浄性に優れ、かつ、インクジェット記録装置を構成する部材耐久性に優れ、メンテナンス後も高い印画性能を維持し得るメンテナンス液を提供することを目的とする。
また、本発明はインクジェット記録装置におけるメンテナンスに用いることが可能で、洗浄性に優れ、かつ、インクジェット記録装置を構成する部材耐久性に優れ、メンテナンス後も高い印画性能を維持し得るメンテナンス液を含むインクセット、並びに該インクセットを用いた良好な画像の形成が可能な画像形成方法を提供する。
一般式(1) xM2O・ySiO2
(式中、MはK、又はNaを表し、xは1または2を、yは1〜5の整数を示す。)
<2> 25℃におけるpHが6.5〜12である上記<1>に記載のメンテナンス液。
<3> 前記コロイダルシリカの平均粒径が1〜100nmである上記<1>または<2>に記載のメンテナンス液。
<4> 前記水溶性珪酸塩及びコロイダルシリカの全含有量がメンテナンス液全量に対して0.01〜10質量%である上記<1>〜<3>のいずれか1項に記載のメンテナンス液。
<5> 前記水溶性有機溶剤の含有量が、メンテナンス液全量に対して0.1〜50質量%である上記<1>〜<4>のいずれか1項に記載のメンテナンス液。
<6> 更に、アセチレンジオール系界面活性剤を含有する上記<1>〜<5>のいずれか1項に記載のメンテナンス液。
<7> 色材を含む水性インク組成物と、上記<1>〜<6>のいずれか1項に記載のメンテナンス液と、を有するインクセット。
<8> 前記色材が樹脂被覆顔料である上記<7>に記載のインクセット。
<9> 前記水性インク組成物の25℃におけるpHが6.5〜12である上記<7>又は<8>に記載のインクセット。
<10> 色材を含む水性インク組成物を吐出して画像を形成するインクジェット記録用ヘッドの少なくとも一部を、上記<1>〜<6>のいずれか1項に記載のメンテナンス液を用いて洗浄するメンテナンス方法。
<11> 前記色材が樹脂被覆顔料である上記<10>に記載のメンテナンス方法。
また、本発明によればインクジェット記録装置におけるメンテナンスに用いることが可能で、洗浄性に優れ、かつ、インクジェット記録装置を構成する部材耐久性に優れ、メンテナンス後も高い印画性能を維持し得るメンテナンス液を含むインクセット、並びに該インクセットを用いた良好な画像の形成が可能な画像形成方法を提供することができる。
一般式(1) xM2O・ySiO2
一般式(1)中、MはK、又はNaを表し、xは1または2を、yは1〜5の整数を示す。
本発明のメンテナンス液は、これらの問題を解決する際の方法として、(1)不具合が発生した場合にインク流路内を洗浄する方法、(2)長期間の装置休止が想定される場合に予めインクをメンテナンス液に置換する方法、(3)ノズル面にメンテナンス液を付与して洗浄する方法、(4)ノズルを囲うように記録ヘッドに当接されるキャップ部材の充填液として使用し、インクの乾燥を防止する保湿液、あるいは浸し液として用いる方法、のいずれの方法に対しても好適に使用できる。とりわけ、本発明のメンテナンス液においては、顔料粒子を樹脂分散剤で分散した色材を用いた顔料インクで効果が大きい。ここで、上記(3)の方法を用いた場合、メンテナンス液を付与すると同時、或いは付与後に、ブレードワイプなどの弾性材料によりワイプする操作を行なうことが好ましい。
本発明によれば、樹脂分散剤で分散された顔料を色材とした顔料インクが、インクジェットプリンタ内のインク流路内部、あるいはノズル面において、乾燥により増粘・固化してしまった場合でも、本発明のメンテナンス液により良好に分散除去される。
(水溶性有機溶剤)
本発明のメンテンナンス液は水溶性有機溶剤の少なくとも1種を含有する。
本発明で用いることのできる水溶性有機溶剤としては、具体的にはアルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、セカンダリーブタノール、ターシャリーブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等)、多価アルコール類(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール等)、多価アルコールエーテル類(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル等)、アミン類(例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モルホリン、N−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミン等)、アミド類(例えば、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等)、複素環類(例えば、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−シクロヘキシル−2−ピロリドン、2−オキサゾリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等)、スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシド等)、スルホン類(例えば、スルホラン等)、スルホン酸塩類(例えば1−ブタンスルホン酸ナトリウム塩等)、アセトニトリル、アセトン等が挙げられる。
ここでいう水溶性とは、25℃において水100gに5g以上溶解することである。
上記のうち、水性インク組成物の増粘・固化物の溶解又は再分散性、吐出性の点で、
多価アルコールエーテル類(好ましくは、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、及びトリエチレングリコールモノブチルエーテルであり、より好ましくは、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル。)、多価アルコール類(好ましくはジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキサンジオール、グリセリンであり、より好ましくはジエチレングリコール、トリエチレングリコール。)が好ましく、多価アルコールエーテル類が特に好ましい。これらの水溶性溶剤は単独で用いても、併用して用いても良い。
水溶性有機溶剤の含有量が0.1質量%以上50質量%以下の範囲内であると、ノズル部材、インク流路部材の洗浄性向上機能と腐食の防止機能は十分に発揮され、メンテナンス液の記録用ヘッド及びその吐出性能を初期の状態もしくはそれに近い状態を長期間安定的に保ち易い。
本発明のメンテナンス液は、水を含有する。好ましい水は、イオン性の不純物を極力低減することを目的として、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、又は超純水である。
本発明のメンテナンス液は、安全性・汎用性・取り扱いやすさ等の点から、水を主に含む組成が好ましく、溶媒として水を主に含む組成中の水のメンテナンス液の全質量に占める割合は50〜92質量%の範囲が好ましく、75〜92質量%の範囲がさらに好ましい。
本発明に用いられる水溶性珪酸塩としては、
一般式(1) xM2O・ySiO2
一般式(1)中、MはK、又はNaを表し、xは1または2を、yは1〜5の整数を示す)で表される、珪酸アルカリ金属塩を表す。
前記一般式(1)で表される珪酸のアルカリ金属塩は、x=1、y=1の場合はメタ珪酸アルカリ金属塩と、x=2、y=1の場合はオルト珪酸アルカリ金属塩とそれぞれ呼ばれ、いずれも水溶性を有する珪酸アルカリ金属塩である。
本発明のメンテナンス液は、上記の水溶性珪酸塩を用いた場合、ノズル部材及びインク供給経路部材の腐食を防止するほか、色材を含むインクと混じったときでも、インクの安定性に影響を及ぼすことがない。
即ち、本発明のメンテナンス液をヘッドの洗浄に用いた際に、ノズル部材及びインク供給経路部材の腐食を防止するほか、ノズル部材及びインク供給経路中のインクと混じった場合であっても、インクの凝集やノズルでの目詰りを起こすことがない。
前記0.01〜10質量%の範囲内とすることで、ノズル部材やインク流路部材の腐食を防止する効果が維持できて、インク組成物の性能への影響を及ぼさない。
コロイダルシリカは、平均粒子径が1〜100nm以下のケイ素を含む無機酸化物の微粒子からなるコロイドであることが好ましい。
主成分として二酸化ケイ素(その水和物を含む)を含み、少量成分としてアルミン酸塩を含んでいてもよい。少量成分として含まれることがあるアルミン酸塩としては、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウムなどが挙げられる。
またコロイダルシリカには、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化アンモニウム等の無機塩類やテトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の有機塩類が含まれていてもよい。これらの無機塩類および有機塩類は、例えば、コロイドの安定化剤として作用する。
平均粒子径が100nm以下であることで、インクジェットヘッドを構成する部材、例えば、基材、保護膜、撥液膜等に対するインクによるダメージ(例えば、腐食による劣化、撥液性の低下等)をより効果的に抑制することができる。これは例えば、平均粒子径が小さいことで、粒子の総表面積が大きくなり、インクジェットヘッドを構成する部材に対するダメージを、より効果的に抑制するためと考えることができる。また、1nm以上の平均粒径であることで、生産性が向上し、また性能のバラツキの少ないコロイダルシリカを得ることができる。
本発明においては、メンテナンス液をイオン交換水で10倍〜20倍に希釈し、分散媒のイオン交換水の屈折率は1.333として、粒度分布計(FPAR−1000:大塚電子(株)製)を用いて測定した値を採用する。
またコロイダルシリカの形状は、インクの吐出性能を妨げない限り、特に限定されない。例えば、球状、長尺の形状、針状、数珠状のいずれであってもよい。中でも、インクの吐出性の観点から、球状であることが好ましい。
好ましくは、上述の水溶性珪酸塩の項に記載した量0.01〜10質量%で用いることである。
本発明においては、水溶性珪酸塩を使用せずにコロイダルシリカのみを用いても、また、その逆にコロイダルシリカを使用せずに水溶性珪酸塩のみを用いても、水溶性珪酸塩及びコロイダルシリカを共に用いてもよい。
水溶性珪酸塩及びコロイダルシリカを共に用いる場合は、水溶性珪酸塩及びコロイダルシリカの各質量の好ましい組合せとしては、1:9〜9:1である。
水溶性珪酸塩及びコロイダルシリカのメンテナンス液中の全含有量が前記0.01〜10質量%の範囲内とすることで、ノズル部材やインク流路部材の腐食を防止する効果が維持できて、インク組成物の性能への影響を及ぼさない傾向となり好ましい。
本発明のメンテナンス液は、界面活性剤の少なくとも1種を含有することが好ましい。
本発明のメンテナンス液は、水性インク組成物と混合した際に凝集を起こさない液であることが好ましい。凝集を起こしてしまうと、インク組成物中の顔料等の成分が更にインクジェットヘッド等に固着して本発明の効果を低減させてしまうためである。
メンテナンス液のpHを上記範囲に調整するために、必要に応じて水溶性塩基性物質などのpH調整剤を使用することができる。
粘度は、VISCOMETER TV−22(TOKI SANGYO CO.LTD製)を用いて25℃の条件下で測定される値である。
本発明のインクセットは、色材を含む水性インク組成物と、既述した本発明のメンテナンス液とを設けて構成されたものである。本発明のインクセットは、既述のメンテナンス液がインクの洗浄性に優れるので、特に、洗浄性で問題のある顔料系のインクを用いた画像形成に際して、インクを吐出するインクジェットヘッド及びその吐出性能を整備、保守し、初期の状態もしくはそれに近い状態に保ち、持続することができる。
本発明における水性インク組成物は、色材として顔料を含有する顔料インクであるときに顕著な効果を奏することから顔料インクであることが好ましい。
顔料と共に、一般に水を含有し、吐出性に優れ、形成される画像の定着性の観点から、さらに樹脂化合物、顔料分散剤を含有することが好ましい。
本発明における水性インク組成物は、好ましくは顔料分散剤を用いて顔料が分散された顔料インクである。また、顔料インクは、顔料、水、樹脂化合物、及び顔料分散剤以外に、必要に応じて、さらに有機溶剤、界面活性剤などの他の成分を用いて構成されてもよい。
以下、水性インク組成物として顔料インクを例に説明する。
水性インク組成物としての顔料インクは、色材として顔料の少なくとも一種を含有する。インクに含有される顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。顔料は、有機顔料、無機顔料のいずれであってもよい。なお、インク中には、顔料に加え、色相調整等のために染料などの他の色材が含まれてもよい。
前記無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエロー、カーボンブラック、などが挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックが特に好ましい。
本発明における水性インク組成物は、顔料分散剤の少なくとも1種を用いることにより、顔料を顔料分散剤により分散して含有された構成が好ましい。これにより、顔料粒子を微粒径にして存在させることができ、分散後には高い分散安定性が得られる。本発明において、水性インク組成物が樹脂分散剤を含むと、インクの増粘、固化等に伴ないメンテナンス液による洗浄効果が低下し易いため、顔料分散剤を含むインクを用いた場合により本発明の効果が奏される。
前記顔料の樹脂分散剤(以下、単に分散剤ともいう。)としては、ポリマー分散剤、又は低分子の界面活性剤型分散剤のいずれでもよい。また、ポリマー分散剤は、水溶性の分散剤、又は非水溶性の分散剤のいずれでもよい。
前記アニオン性基は、マイナスの電荷を有するものであればいずれでもよいが、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、硫酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基又はカルボン酸基であることが好ましく、リン酸基、カルボン酸基であることがより好ましく、カルボン酸基であることがさらに好ましい。また、前記カチオン性基は、プラスの荷電を有するものであればいずれでもよいが、有機のカチオン性置換基であることが好ましく、窒素又はリンのカチオン性基であることがより好ましい。また、ピリジニウムカチオン又はアンモニウムカチオンであることがさらに好ましい。また、前記ノニオン性基は、ポリエチレンオキシドやポリグリセリン、糖ユニットの一部等が挙げられる。
前記親水性基は、アニオン性基であることが好ましい。
また、疎水性基は、炭素数2〜24の炭化水素基が好ましく、炭素数4〜24の炭化水素基がより好ましく、炭素数6〜20の炭化水素基がさらに好ましい。
なお、ポリマー粒子の平均粒子径及び粒径分布は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒径を測定することにより求められるものである。
顔料と顔料分散剤との比率は、質量比で100:25〜100:140が好ましく、より好ましくは100:25〜100:50である。顔料分散剤の比率は、100:25以上であると分散安定性と耐擦性が良化する傾向が得られ、100:140以下であると分散安定性が良化する傾向が得られる。
本発明のインク組成物は、少なくとも1種の樹脂粒子を含有することができる。樹脂微粒子を含有することでインク定着性を向上させることができる。
本発明に用いられることができる樹脂粒子あるいはポリマーラテックスとしては、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン系樹脂、架橋アクリル樹脂、架橋スチレン系樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン系樹脂、パラフィン系樹脂、フッ素系樹脂等を用いることができる。アクリル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、スチレン系樹脂、架橋アクリル樹脂、架橋スチレン系樹脂を好ましい例として挙げることができる。
樹脂粒子の平均粒径は、10nm〜1μmの範囲が好ましく、10〜200nmの範囲がより好ましく、20〜100nmの範囲が更に好ましく、20〜50nmの範囲が特に好ましい。
樹脂粒子のガラス転移温度Tgは30℃以上であることが好ましく、40℃以上がより好ましく、50℃以上がさらに好ましい。
また、ポリマー粒子の粒径分布に関しては、特に制限は無く、広い粒径分布を持つもの、又は単分散の粒径分布を持つもの、いずれでもよい。また、単分散の粒径分布を持つポリマー粒子を、2種以上混合して使用してもよい。
本発明における水性インク組成物は、水を用いて構成することができる。水の量には、特に制限はないが、安定性及び吐出信頼性の確保の点で、好ましくは10質量%以上99質量%以下である。
本発明における水性インク組成物は、前記成分のほか、必要に応じて、その他の成分を含むことができる。その他の成分としては、例えば、界面活性剤、紫外線吸収剤、褪色防止剤、防黴剤、pH調整剤、防錆剤、酸化防止剤、乳化安定剤、防腐剤、消泡剤、粘度調整剤、分散安定剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。
水溶性インク組成物のpHを上記範囲に調整するために、必要に応じて上述の水溶性塩基性物質などのpH調整剤を使用することができる。
インクジェット方式としては、単尺のシリアルヘッドを用い、ヘッドを記録媒体の幅方向に走査させながら記録を行なうシャトル方式と、記録媒体の1辺の全域に対応して記録素子が配列されているラインヘッドを用いたライン方式とがある。ライン方式では、記録素子の配列方向と直交する方向に記録媒体を走査させることで記録媒体の全面に画像記録を行なうことができ、短尺ヘッドを走査するキャリッジ等の搬送系が不要となる。また、キャリッジの移動と記録媒体との複雑な走査制御が不要になり、記録媒体だけが移動するので、シャトル方式に比べて記録速度の高速化が実現できる。本発明は、これらのいずれの形態にも適用可能である。
このとき、メンテナンス液の付与は、例えば、ローラー塗布、噴霧などにより行なえる。また、固着したインク(インク固着物)を除去する除去工程においては、メンテナンス液を付与後にワイパブレードを用いてノズル面を擦り(ワイピング)、インク固着物を掻き落とす方法、風圧やメンテナンス液等の液圧等により取り除く方法、及び布・紙類で払拭する方法が好ましく、中でも、ブレードによる掻き取り、布や紙類での払拭が好ましい。付与時のメンテナンス液の量や温度等については、液組成やインク種類、付着量など場合に応じて適宜選択することができる。
画像形成方法において、インクジェットヘッドは少なくともノズルプレートを備えていることが好ましい。図1は、インクジェットヘッドの内部構造の一例を示す概略断面図である。
記録ヘッドにおいて、ノズルの表面は特開2002−292878号公報に記載されるような撥水処理を施すことが吐出安定性、洗浄性の向上の点でより好適である。例えば、フッ素系樹脂性部材や単層のフッ素系樹脂プレート、もしくは、基材の最表面にフッ素系樹脂層が形成された2層以上の複数層の構造の部材(プレート)などが利用可能である。
の画像形成方法は、記録媒体に上に画像を形成するものである。
記録媒体には、特に制限はないが、一般のオフセット印刷などに用いられる、いわゆる上質紙、コート紙、アート紙などのセルロースを主体とする一般印刷用紙を用いることができる。
表1に示す成分を混合し、十分攪拌し溶解した後、ポアサイズ0.2μmのミクロフィルター(富士フイルム(株)製)にて加圧濾過することで、メンテナンス液を調製した。pHは炭酸水素ナトリウム又は酢酸を添加して調整した。
なお、メンテナンス液に含まれるコロイダルシリカの平均粒径はイオン交換水で希釈した後、大塚電子株式会社製FPAR−1000(商品名)を用いて測定を行った。このとき、分散媒のイオン交換水の屈折率を1.333として入力し、測定を行った。表1に各メンテナンス液の成分、及びコロイダルシリカの平均粒径を示す。
Ni電鋳ノズル表面(表面積:4.0cm2)上に、シリコーン樹脂(東レダウコーニングシリコーン社製)をスプレー法にて塗布して約1.0μm厚のシリコーン層を形成した。この際、ノズル孔及びノズル板裏面を水溶性樹脂でマスキングし、シリコーン層塗布形成後、剥離除去して形成した。これを200℃、1時間加熱硬化させて撥インク層とし、Ni/シリコーン樹脂からなるノズルプレート1を作製した。
Ni電鋳ノズル表面(表面積:4.0cm2)上に、撥インク層として電界メッキによりNi/PTFE(ポリテトラフロロエチレン)共析層を形成したノズルプレート2を作製した。
シリコン液室に用いる熱酸化SiO2層を形成したシリコンプレート(表面積:4.0cm2)、及び酸化SiO2層を形成したシリコンプレート上にフッ化アルキルシラン化合物を形成したSAM(self−assembled monolayer)膜プレート(表面積:4.0cm2)を作製した。
(水不溶性ポリマーの製造:ポリマー製造例)
反応容器内に、メチルエチルケトン25部及び重合連鎖移動剤(2−メルカプトエタノール)0.03部、表2に示す各モノマーの200部の10%を入れて混合し、窒素ガス置換を十分に行い、混合溶液を得た。
一方、滴下ロートに、表2に示すモノマーの残りの90%を仕込み、前記重合連鎖移動剤0.28部、メチルエチルケトン60部及びラジカル重合開始剤(2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル))1.2部を入れて混合し、十分に窒素ガス置換を行い、混合溶液を得た。
窒素雰囲気下、反応容器内の混合溶液を攪拌しながら65℃まで昇温し、滴下ロート中の混合溶液を3時間かけて徐々に滴下した。滴下終了から65℃で2時間経過後、前記ラジカル重合開始剤0.28部をメチルエチルケトン5部に溶解した溶液を加え、更に65℃で2時間、70℃で2時間熟成させ、ポリマー溶液を得た。
得られた水不溶性ポリマーの重量平均分子量を下記方法により測定し、質量平均分子量56000の水不溶性ポリマー溶液を得た。
(b)スチレンマクロマー:東亜合成株式会社製、商品名:AS−6(S)(数平均分子量:6000、重合性官能基:メタクロイルオキシ基)
(d)PP−800:日本油脂株式会社製、商品名:ブレンマーPP−800、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート(プロピレンオキシド平均付加モル数=12、末端:ヒドロキシ基)
(d)43PAPE−600B:日本油脂株式会社製、商品名:ブレンマー43PAPE−600B、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノメタクリレート(エチレンオキシド平均付加モル数=6、プロピレンオキシド平均付加モル数=6、末端:フェニル基)
溶媒として、60mmol/Lのリン酸と50mmol/Lのリチウムブロマイドを含有するN,N−ジメチルホルムアミドを用いたゲルクロマトグラフィー法により、標準物質としてポリスチレンを用いて測定した。使用カラム:東ソー株式会社製(TSK−GEL、α−M×2本)、本体:東ソー株式会社製(HLC−8120GPC)、流速:1mL/minを用いた。
ポリマー製造例で得られた水不溶性ポリマー溶液を減圧乾燥させて得られた水不溶性ポリマー12.5部をメチルエチルケトン113.3部に溶かし、その中に中和剤(5モル/L 水酸化ナトリウム水溶液)4.4部(中和度80%)及びイオン交換水339.7部を加えて塩生成基を中和し、更にジメチルキナクリドン顔料(C.I.ピグメント・レッド122、チバ・ジャパン株式会社製、商品名:Cromophtal Jet Magenta DMQ)37.5部を加え、ディスパー翼で20℃で1時間混合した。得られた混合物をサンドミル(ベッセル:ジルコニア、ローター:ジルコニア、ローター外径:70mm、ビーズ:ジルコニア、ビーズ充填率:65%、回転数:2,000回転/分)で6時間処理した。200メッシュの金網にて濾過処理を行い、得られた分散液をマイクロフルイダイザーで140MPaの圧力で10パス分散処理した。
得られた分散液を減圧下で60℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去し、顔料濃度が20質量%の顔料含有水不溶性ポリマー粒子のマゼンタ顔料分散体Aを得た。
マゼンタ顔料分散体A 25部
グリセリン 10部
トリエチレングリコールモノブチルエーテル 10部
サーフィノール465 1部
プロキセルXL2 0.3部
イオン交換水 総量が100部となる残量
上記のように作製した各プレート上に、上述したインクを1μL滴下し、60分間室温下で乾燥させた後、上記で得られた各メンテナンス液を、前記インクの乾燥物上に10μL滴下した。10秒間経過後、各プレート上のインク固化物を200gの加重で1方向に1回のふき取りを行い、ノズル部材上のインク付着物の観察を目視で行なった。また、インク固化物の付着が有る場合には、さらに前記インクの乾燥物上に10μLを滴下し、10秒間経過後、各プレート上のインク滴を200gの加重で1方向に1回ふき取る操作を繰り返し、付着物の除去について目視観察により、以下の評価基準で、インクの洗浄性評価を行なった。結果を表3に示す。
2:2回の操作でインク付着物が除去できた。
1:3回の操作後もインクの付着物が観察された。
上記のように作製した各プレートの撥液膜について、接触角の測定を行なった。
接触角の測定は、
その後、表1に示した各メンテナンス液30mlを、ポリプロピレン製の50ml広口ビン(アイボーイ広口ビン50ml(アズワン(株)製))に量りとり、上記のように作製した各プレートを浸漬した。ノズルプレート1、2及びシリコンプレートについては60℃で1000時間の加熱経時、また、SAM膜プレートについては60℃で72時間の加熱経時をした後、各プレートを取り出し、超純水で洗浄して、再び撥液膜表面の接触角を測定し、浸漬前後の接触角の変化率(変化率=浸漬後の接触角/浸漬前の接触角*100)を算出した。接触角の測定には超純水を使用し、DropMaster DM700(協和界面科学社製)を用いて、上記各プレートに超純水1.0μlを滴下した後、0.30秒経過した時点での接触角として測定した。測定結果を表1に示す。以下の評価基準により評価を行なった。結果を表3に示す。
4 : 浸漬前後の接触角の変化率が10%以上20%未満
3 : 浸漬前後の接触角の変化率が20%以上50%未満
2 : 浸漬前後の接触角の変化率が50%以上100%未満
1 : 浸漬後の接触角が測定できない
上記のように作製したノズルプレート1、2及びSAM膜プレートを用いてインクヘッドを作製し、ピエゾ型インクジェット記録評価用プリンタ(以下、「評価用プリンタ」という。)に装着して以下の評価を行なった。なお、駆動周波数30kHz、インク液滴量3.8pl、ノズル数512(1色当たりのノズル数128)、記録解像度が1440×1440dpi(なお、本発明でいうdpiとは、2.54cm当たりのドット数を表す)で評価を行なった。23℃、20%RHの環境下で、A4大のページに1cm×10cmのウェッジチャートを間隔を空けて10個有する画像を連続2000枚プリントを行ったのち、作製した各メンテナンス液をノズル面に付与し、ゴムブレードによるワイプ操作(クリーニング操作)を1回行った。ワイプ終了後、A4大のページに1cm×10cmのウェッジチャートを間隔を空けて10個有する画像を連続20枚プリントし、得られた画像の目視観察により、吐出回復性を確認した。次いでラインヘッドを取り外した後、ヘッド吐出面を目視観察し、以下の基準により、吐出回復性の評価を行なった。結果を表4に示す。
2:ヘッド吐出面にインクの残渣は見られないが、プリントした画像にインクのボタ落ちが発生していた。
1:ヘッド吐出面にインクの残渣は見られ、プリントした画像にインクのボタ落ちが多数発生していた。
前記評価用プリンタを用い、吐出回復性試験2を行なった。各メンテナンス液をノズル面に付与した後のゴムブレードによるワイプ操作を1000回繰り返しで行なった後、A4大のページに1cm×10cmのウェッジチャートを間隔を空けて10個有する画像を連続20枚プリントし、得られた画像の目視観察により、吐出回復性を確認した。次いでヘッドを取り外した後、ヘッド吐出面を観察し、以下の基準により以下の評価基準で評価を行なった。結果を表4に示す。
2:ヘッド吐出面にインクの残渣は見られないが、プリントした画像にインクのボタ落ちが発生していた。
1:ヘッド吐出面にインクの残渣は見られ、プリントした画像にインクのボタ落ちが多数発生していた。
耐久性評価1において繰り返しワイプ操作を行った後のヘッド素材(ノズルプレート1、2、及びSAM膜プレート)について、接触角の測定を行なった。なお比較として、ワイプ操作前の各ヘッド素材についても接触角の測定を行い、各ノズル素材の撥液性が維持されているかを接触角の変化率(変化率=浸漬後の接触角/浸漬前の接触角*100)により判断し、以下の評価基準により評価を行なった。接触角の測定には超純水を使用し、評価を行なった。結果を表4に示す。
4 : ワイプ操作前後の接触角の変化率が10%以上20%未満
3 : ワイプ操作前後の接触角の変化率が20%以上50%未満
2 : ワイプ操作前後の接触角の変化率が50%以上100%未満
1 : ワイプ操作後の接触角が測定できない
21・・・圧力室 22・・・ノズル連通路 23・・・インク供給流路
24・・・供給調整路 25・・・共通液室
30・・・圧電素子(圧電アクチュエータ;圧力発生手段)
31・・・振動板 32・・・接着層 33・・・下部電極
34・・・圧電体層 35・・・上部電極
41・・・循環絞り 42・・・循環路
200・・・インクジェットヘッド
Claims (11)
- 水と、水溶性有機溶剤と、下記一般式(1)で表される水溶性珪酸塩及びコロイダルシリカの少なくとも一方と、を含むメンテナンス液。
一般式(1) xM2O・ySiO2
(式中、MはK、又はNaを表し、xは1または2を、yは1〜5の整数を示す。) - 25℃におけるpHが7〜12である請求項1に記載のメンテナンス液。
- 前記コロイダルシリカの体積平均粒径が1〜100nmである請求項1または請求項2に記載のメンテナンス液。
- 前記水溶性珪酸塩及びコロイダルシリカの全含有量がメンテナンス液全量に対して0.01〜10質量%である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のメンテナンス液。
- 前記水溶性有機溶剤の含有量が、メンテナンス液全量に対して0.1〜50質量%である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のメンテナンス液。
- 更に、アセチレンジオール系界面活性剤を含有する請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のメンテナンス液。
- 色材を含む水性インク組成物と、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のメンテナンス液と、を有するインクセット。
- 前記色材が樹脂被覆顔料である請求項7に記載のインクセット。
- 前記水性インク組成物の25℃におけるpHが6.5〜12である請求項7又は請求項8に記載のインクセット。
- 色材を含む水性インク組成物を吐出して画像を形成するインクジェット記録用ヘッドの少なくとも一部を、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のメンテナンス液を用いて洗浄するメンテナンス方法。
- 前記色材が樹脂被覆顔料である請求項10に記載のメンテナンス方法。
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