JP2015120255A - 活性エネルギー線硬化型インクジェットインク用洗浄液 - Google Patents

活性エネルギー線硬化型インクジェットインク用洗浄液 Download PDF

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Abstract

【課題】 本発明の課題は、低臭気で作業環境性に優れ、且つ洗浄性の高いインクジェットプリンター用のインク洗浄液を提供することにある。
【解決手段】 一般式(1)で表される重合性化合物を含有する活性エネルギー線硬化型インクジェットインク用洗浄液。
【0010】
【化1】
Figure 2015120255

(1)
【0011】
(式(1)中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは炭素原子数2〜20の有機残基を表し、Rは水素原子又は炭素原子数1〜11の有機残基を表す。)
ジアリルフタレート等を併用してもよく好ましい。
【選択図】 なし

Description

本発明は、活性エネルギー線硬化型インクジェットインク用の洗浄液に関する。
インクジェットプリンターによる印刷は、ノズルよりインクを噴射し被記録材に付着せしめる方式であり、従来の印刷方法と異なり版を使用しない印刷方式であることから、少量多品種に対応できるオンデマンド印刷方式として広範囲にわたる利用分野が期待されている印刷方式である。特に近年では、被記録材として、従来の紙等の吸収基材に対する印刷から、プラスチック等の非吸収基材に対する印刷の検討が数多くなされている。
このインクジェット記録装置に用いられるインクとして、紫外線等の活性エネルギー線で硬化、乾燥するインクが、非吸収材料上での乾燥時間の短いこと、印刷画像の付着性、耐久性の優れていること等のため数多く提案されている。
ところで、インクジェットプリンタはヘッドに形成された微小径の吐出口からインクを吐出するため、ヘッド、吐出口の周辺、その他インクジェットプリンタの部品にインクが付着してしまったり、インクが吐出口で硬化することによって吐出口が閉塞されたりする。
このような吐出口の閉塞が生じると吐出性能が低下するため、このような事態の処置のために種々の対策が講じられている。
前記種々の対策中、最も簡易な方法として、適切な洗浄液でノズルを清浄する方法が知られている。例えば特許文献1では、粘度の異なる少なくとも2種の重合性化合物、光重合開始剤、および顔料を含有するインクを供給して印字が行なわれるインクジェットプリンタヘッドを洗浄するための洗浄液であって、該インクに使用されている重合性化合物のうち、最も粘度の低い重合性化合物、または粘度30mPa・sec以下からなる酸重合性化合物、を50重量部以上含有するインクジェットプリンタヘッド用洗浄液が知られている。また特許文献2では、顔料分散剤を含有する光硬化性インクのインク洗浄液が知られている。(例えば特許文献1,2参照)
しかしながら、前記特許文献に記載の洗浄液は、いずれも、洗浄性の観点からのみで調整されており、臭気や皮膚刺激性等の作業環境の観点から調整されたものではなかった。
特開2006−35467号公報 特開2007−254550号公報
本発明の課題は、低臭気で作業環境性に優れ、且つ洗浄性の高いインクジェットプリンター用のインク洗浄液を提供することにある。
本発明者らは、(メタ)アクリロイル基とビニルエーテル基とを有する重合性化合物を必須成分とすることで、上記課題を解決した。
即ち本発明は、一般式(1)で表される重合性化合物を含有する活性エネルギー線硬化型インクジェットインク用洗浄液を提供する。
Figure 2015120255
(1)
(式(1)中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは炭素原子数2〜20の有機残基を表し、Rは水素原子又は炭素原子数1〜11の有機残基を表す。)
本発明により、低臭気で作業環境性に優れ、且つ洗浄性の高いインクジェットプリンター用のインク洗浄液を提供することができる。
(一般式(1)で表される重合性化合物)
前記一般式(1)において、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは炭素原子数2〜20の有機残基を表し、Rは水素原子又は炭素原子数1〜11の有機残基を表す。
は具体的には、炭素原子数2〜20の直鎖状、分枝状又は環状のアルキレン基、構造中にエーテル結合及び/又はエステル結合により酸素原子を有する炭素原子数2〜20のアルキレン基、炭素原子数6〜11の置換されていてもよい芳香族等を表す。中でも、炭素原子数2〜6のアルキレン基、構造中にエーテル結合により酸素原子を有する炭素原子数2〜9のアルキレン基が好ましい。
またRで示される炭素原子数1〜11の有機残基の具体例としては、炭素原子数1〜10の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基、炭素原子数6〜11の置換されてもよい芳香族基等を表す。中でも炭素原子数1〜2のアルキル基、炭素原子数6〜8の芳香族基が好ましい。
中でも、(メタ)アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチルを使用することが好ましい。(メタ)アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチルの市販品としては、株式会社日本触媒製のVEEA、VEEM等があげられる。
(他の重合性化合物)
本発明においては、前記(メタ)アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチルを使用することが特徴であるが、本発明の効果を損なわない範囲内で、前記公知の重合性化合物を併用してもよく好ましい。
臭気が低く、刺激性の少ない重合性化合物としては、例えば、ジアリルフタレート、ラウリル(メタ)アクリレート、2−メチルー2−エチル(メタ)アクリレート、(1,3―ジオキソラン−4−イル)メチル(メタ)アクリレート、エトキシエチルシアノ(メタ)アクリレート、エトキシ変性フェニル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、又はエトキシ変性クレゾール(メタ)アクリレート等があげられる。中でも、ジアリルフタレートが、本発明の効果を最大限に発揮できることからなお好ましい。
ジアリルフタレートとしては、ジアリルオルソフタレートやジアリルイソフタレートが好ましく、これらとしては、ダイソー株式会社のモノマー「ダイソーダップモノマー」や「ダイソーダップ100 モノマー」が好ましく使用できる。
ジアリルフタレートを併用する場合は、前記一般式(1)で表される重合性化合物100重量部に対して0〜80重量部の割合で併用することがこのましく、0〜70重量分の割合で添加することがなお好ましい。
一方、本発明の効果を損なう可能性があることから、政府向けGHS分類ガイダンス(平成25年度改訂版)の「眼に対する重篤な損傷性又は眼刺激性」の分類JISによる分類基準が「区分外」以外のものは併用しないことが好ましい。「区分外」以外の重合性化合物の例としては、例えばトリメチロールプロパントリアクリレートやジプロピレングリコールジアクリレートがあげられる。
前記活性エネルギー線重合性化合物の組成物は、使用するインクジェット装置にもよるが、各々のモノマーを配合後の粘度が概ね1〜100mPa.sとなるように設計することが好ましい。
(重合禁止剤)
本発明の洗浄液には、保存安定性を高め洗浄中の予期せぬゲル化を防ぐため、重合禁止剤を加えてもよく好ましい。重合禁止剤としては特に限定なく公知の重合禁止剤を1種ないしは数種併用して使用することができる。
中でも、ヒンダードフェノール系化合物、フェノチアジン系化合物、ヒンダードアミン系化合物、リン系化合物が特に好ましく使用される。中でも、ヒンダードフェノール系の化合物と、フェノチアジン系またはヒンダードアミン系またはリン系の少なくとも1種から選択される化合物とを併用することが好ましく、ヒンダードフェノール系の化合物と、フェノチアジン系またはヒンダードアミン系から選択される化合物と、リン系化合物とを併用することがなお好ましい。
ヒンダードフェノール系化合物としては、BASF社製「IRGANOX 1010、1010FF、1035、1035FF、1076、1076FD、1076DWJ、1098、1135、1330、245、245FF、245DWJ、259、3114、565、565DD、295」、精工化学社「BHTスワノックス」「ノンフレックス アルバ、MBP、EBP、CBP、BB」「TBH」、ADEKA社製「AO−20、30、50、50F、70、80、330」、本州化学社製「H−BHT」、エーピーアイ社「ヨシノックス BB、425、930」があげられる。
フェノチアジン系化合物として、精工化学社製「フェノチアジン」、堺化学工業社製「フェノチアジン」「2−メトキシフェノチアジン」、「2−シアノフェノチアジン」があげられる。
ヒンダードアミン系化合物として、BASF社製「IRGANOX 5067」「TINUVIN 144、765、770DF、622LD」、精工化学社「ノンフレックス H、F、OD−3、DCD、LAS−P」「ステアラー STAR」「ジフェニルアミン」「4−アミノジフェニルアミン」「4−オキシジフェニルアミン」、エボニックデグサ社製「HO−TEMPO」、日立化成社「ファンクリル 711MM、712HM」、ADEKA社製のLA−82があげられる。
リン系化合物として、BASF社製「トリフェニルホスフィン」「IRGAFOS 168、168FF」、精工化学社「ノンフレックス TNP」があげられる。
その他、好ましく使用できる重合禁止剤としては、BASF社製「IRGASTAB UV−10、22」、精工化学社製「ハイドロキノン」「メトキノン」「トルキノン」「MH」「PBQ」「TBQ」「2,5−ジフェニルーp−ベンゾキノン」、和光純薬社「Q−1300、1301」、RAHN社製「GENORAD 16、18、20」を挙げることができる。
重合禁止剤の配合量については、通常の使用量でよい。例えばヒンダードフェノール系化合物の配合量に対する、フェノチアジン系、ヒンダードアミン系、及びリン系の少なくとも1種から選択される化合物の配合量の割合としては、5%以上25%以下であることが好ましく、10%以上20%以下であることが特に好ましい。
また、ヒンダードフェノール系の化合物と、フェノチアジン系またはヒンダードアミン系から選択される化合物と、リン系化合物とを併用する場合、フェノチアジン系またはヒンダードアミン系から選択される化合物の配合量に対するリン系化合物の配合量の割合として、5%以上100%以下であることが好ましく、10%以上50%以下であることが特に好ましい。これらの範囲内だと、重合禁止剤同士による上記の交互作用を有効に利用することができ、結果として、経時安定性と硬化性のバランスが良好である。
(その他)
本発明のインク洗浄液には、その他の成分を添加することもできる。
その他の成分としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ジメチルイミダゾリジノン、等も挙げることができる。
その他の成分の添加量は、洗浄液全体の0〜40重量%であることが好ましく、0〜30重量%であることがより好ましく、0〜20重量%であることがさらに好ましい。添加量が上記範囲内であると部材変性が抑えられると共に、本発明で期待される洗浄効果が維持できるため好ましい。
また、界面活性剤、消泡剤を添加しても良い。界面活性剤を洗浄液に添加することによって洗浄液の表面エネルギーを調整することができ、洗浄液をインクジェットプリンタに塗布した場合に、インクジェットプリンタに対する洗浄液の濡れ性を改善することができるので好ましい。また、消泡剤を洗浄液に添加することによって洗浄液に泡が発生することを防止することができるので好ましい。
(洗浄液の使用方法)
本発明のインク洗浄液は、公知の活性エネルギー線硬化型インクジェットインクのインクジェットプリンタのクリーニングの洗浄液として使用できる。次にインクジェットプリンタのクリーニング方法の具体的態様の一例を示す。
本発明のインク洗浄液を用いてインクジェットプリンタ又は一部の部品をクリーニングする方法としては、例えば、本発明のインク洗浄液で濡らした生地やクリーニングブレードでインクジェットプリンタ又はその部品を拭く方法、本発明のインク洗浄液にインクジェットプリンタ又はその部品を浸漬する方法、本発明のインク洗浄液をインクジェットプリンタ又はその部品に塗布した後に吸収材をインクジェットプリンタ又はその部品に接触させ、洗浄液を吸収材で吸い取る方法、本発明のインク洗浄液をインクジェットプリンタ又はその部品に塗布した後に、インクジェットプリンタ又はその部品に対してエア吸引、エア給気などを行って洗浄液を除去する方法が挙げられる。
また、洗浄液でインクジェットプリンタのヘッドをクリーニングするクリーニング機構がインクジェットプリンタに設けられている場合、本発明のインク洗浄液をクリーニング機構に供給すれば、ヘッドがクリーニング機構によってクリーニングされる。また、ヘッドの吐出口をキャップで蓋するに際して、本発明のインク洗浄液が塗布されたキャップを使っても良い。
さらに、本発明のインク洗浄液をインクジェットプリンタのヘッド内に充填し、ノズルから排出させることによって、ヘッド内及びノズルから排出させることによって、ヘッド内及びノズル近傍を清浄にすることができる。この場合、1kPa〜100kPa程度の圧力をかけることが好ましく、具体的には、ヘッドに接続しているインク供給路から洗浄液を洗浄液をヘッド内に送液する。その際、圧力を調整して洗浄液をノズルから排出させたり、あるいは充填した洗浄液をノズル面からノズル面を傷つけないように、ゴム状チューブなどで強制的に吸引することなども含まれる。場合によっては、プリンタヘッドを駆動し、インク吐出と同様の動作を行ってインク洗浄液を排出することもできる。
一方、インク洗浄液を循環させてプリンタ内(ノズル、ヘッド、チューブ、ポンプ等)を清浄する方法も例示できる。
また、ヘッド内に洗浄液を充填し、超音波による外的振動を加えてヘッド内の固形分の溶解性を促進させた後、洗浄液を排出又は回収しても良い。
本発明において、インクジェット記録装置の使用方法として、数時間に渡りインクジェット記録装置を使用しない場合、本発明のインク洗浄液をインクジェットプリンタのヘッド内に充填するインクジェット記録装置の使用方法が好ましい。このように本発明のインク洗浄液をヘッド内に充填しておくことにより、活性エネルギー線硬化型インクジェットインクの硬化を防ぐことができ、ヘッド詰まりを抑制することができるので好ましい。
また、一定時間以上(好ましくは12〜168時間、さらに好ましくは24〜36時間)吐出が行われない場合に、インク洗浄液により自動的にヘッドのクリーニングを行うことが好ましく、クリーニング後のヘッドをインク洗浄液により充填しておくことがより好ましい。使用時には、充填してあるインク洗浄液を排出又は回収することで活性エネルギー線硬化型インクジェットインクを吐出可能である。
以下、実施例により、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、下記実施例に何ら制限されるものではない。なお、以下、実施例中にある部とは、質量部を表す。
(参考例 高濃度顔料分散液(イエローミルベース)の調整例
(ミルベース(1)の製造例)
エバスクリーンイエローG01 10部
(株)ランクセス製 C.I.ピグメントイエロー150
ソルスパーズ 33000 6部
ルーブリゾール製 高分子顔料分散剤
ミラマーM222 84部
MIWON社製 ジプロピレングリコールジアクリレート
を攪拌機で1時間撹拌混合した後、ビーズミルで2時間処理し、ミルベース(1)を作製
した。
(参考例 高濃度顔料分散液(マゼンタミルベース)の調整例)
(ミルベース(2)の製造例)
ファストゲンスーパーマゼンタRTSP 10部
DIC製 キナクリドンマゼンタ顔料C.I.ピグメントレッド122
ソルスパーズ 32000 6部
ルーブリゾール製 高分子顔料分散剤
ライトアクリレートPO−A 24部
共栄社化学製 フェノキシエチルアクリレート
ミラマーM222 60部
MIWON社製 ジプロピレングリコールジアクリレート
を攪拌機で1時間撹拌混合した後、ビーズミルで2時間処理し、ミルベース(2)を作製した。
(参考例 高濃度顔料分散液(シアンミルベース)の調整例)
(ミルベース(3)の製造例)
ファストゲンブルーTGR-J 10部
DIC製 フタロシアニン顔料C.I.ピグメントブルー15:4
ソルスパーズ 32000 4.5部
ルーブリゾール製 高分子顔料分散剤
ライトアクリレートPO−A 18部
共栄社化学製 フェノキシエチルアクリレート
ミラマーM222 67.5部
MIWON社製 ジプロピレングリコールジアクリレート
を攪拌機で1時間撹拌混合した後、ビーズミルで2時間処理し、ミルベース(3)を作製した。
(参考例 高濃度顔料分散液(ブラックミルベース)の調整例)
(ミルベース(4)の製造例)
#960 10部
三菱化学(株)製 カーボンブラック
ソルスパーズ 32000 4.5部
ルーブリゾール製 高分子顔料分散剤
ライトアクリレートPO−A 18部
共栄社化学製 フェノキシエチルアクリレート
ミラマーM222 84部
MIWON社製 ジプロピレングリコールジアクリレート
を攪拌機で1時間撹拌混合した後、ビーズミルで2時間処理し、ミルベース(3)を作製
した。
(参考例 イエローインク、マゼンタインク、シアンインク、ブラックインク調整例)
イエローインク、マゼンタインク、シアンインク、ブラックインクの各色については上記ミルベース(1)〜(4)を用いてそれぞれ、多官能モノマーとしてジプロピレングリコールジアクリレート(MIWON社)、ダイソーダップモノマー(ダイソー社)を10部、エチルカルビトールアクリレート(大阪有機化学社)を混合したものに、光重合開始剤としてイルガキュア819(BASF社製)を4部、イルガキュア2959(BASF社製)を2部、ダロキュア1173(BASF社製)を4部、ルシリンTPO(BASF社製)を1部、表面張力調整剤としてBYK−UV3500(BYK社製シリコーンオイル)0.1部、KF−351A(信越シリコーン社製 シリコーンオイル)0.2部、重合禁止剤としてノンフレックスアルバ(精工化学社製)0.05部を添加し、60℃で30分加熱攪拌した後、調整例1のミルベース(5)を添加し、十分に撹拌・混合し各インクを得た。
(実施例1 活性エネルギー線硬化型インクジェットインク用洗浄液の製造方法)
表1の組成に従い、活性エネルギー線硬化型インクジェットインク用洗浄液を製造した。具体的には、2官能モノマーとしてVEEA(日本触媒社製のアクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル)を48部、ジアリールフタレートとしてダイソー社のダイソーダップ100モノマーを52部を添加し、十分に撹拌・混合した。
次いで1.2μmのメンブレンフィルターを用いてろ過することにより、活性エネルギー線硬化型インクジェットインク用洗浄液(1)を得た。
(実施例2〜5 活性エネルギー線硬化型インクジェットインク用洗浄液の製造方法)
重合性化合物の配合量を表1の通りとした以外は、実施例1と同様にして、活性エネルギー線硬化型インクジェットインク用洗浄液(2)〜(5)を得た。
(比較例1〜5 活性エネルギー線硬化型インクジェットインク用洗浄液の製造方法)
モノマー種の組合せや混合比率を変えて実施例1と同様にして、比較例用の活性エネルギー線硬化型インクジェットインク用洗浄液比較例1〜5を得た。
(物性測定方法)
活性エネルギー線硬化型インクジェットインク用洗浄液として、表面張力と粘度を測定した。測定方法を示す。
[表面張力]
協和界面科学社製のウェルヘルミー型表面張力測定器:CBUP−A3を用いて表面張力を測定した。プラスチック容器に入れたインクを恒温水槽に浸漬し、予め25℃に調整することで25℃の表面張力を測定した。
[粘度]
東機産業社製粘度測定器:TVE−20Lにて、25℃における粘度を測定した。測定回転数は、50rpm/mimとした。なお、本発明の実施例で使用したインクジェット印刷評価装置にて安定に印刷する為にインクの粘度を3〜10mPa・secの間に調整した。
組成比、及び物性を表1に示す。なお数値は部を表す。
Figure 2015120255
表1中、「M300」はMIWON社製のトリメチロールプロパントリアクリレートであり、「VEEA」は日本触媒社製のアクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチルであり、「M222」はMIWON社製のジプロピレングリコールジアクリレートであり、ダイソーダップ100モノマーはダイソー社のジアリルイソフタレートモノマーであり、ダイソーダップモノマーはダイソー社のオルソフタレートモノマーであり、「PO−A」は共栄社製のフェノキシエチルアクリレートである。また、ノンフレックスアルバは精工化学社製重合禁止剤、AO−80はアデカ社製フェノール系重合禁止剤、TPPは北興化学のトリフェニルフォスフィン、アデカスタブLA−82はアデカ社製ヒンダードアミン系重合禁止剤である。
(洗浄液の評価)
活性エネルギー線硬化型インクジェットインク用洗浄液の実施例1〜5、比較例1〜3の洗浄特性および臭気の評価は以下のように行った。
[洗浄特性]
ステンレス鋼の板の上にインクを10μl滴下した後、この板を45度に傾ける。傾けてから10秒後に、インクの上方から洗浄液を100μl滴下し、目視でインクの色がどの程度薄まるか3段階で評価した。
○:殆ど色がわからない △:僅かに色が確認できる ×:色がはっきり確認できる
[臭気の評価]
男性3人、女性2人計5人により洗浄液の臭気を嗅ぐ官能評価を行いその平均点を算出した。臭気の強い方から弱い方への5段階評価とし、強臭気「5」 → 低臭気「1」とした。
[刺戟性の評価]
男性3人、女性2人計5人により洗浄液の臭気を嗅ぐ官能評価を行いその平均点を算出した。刺激の強い方から弱い方への5段階評価とし、強臭気「5」 → 低臭気「1」とした。
結果を表2に示す。
Figure 2015120255

実施例1〜6、及び比較例1〜3の評価結果より、アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチルを含む活性エネルギー線硬化型インクジェット用洗浄液は洗浄性、低刺激性に優れる。一方比較例1、2は、政府向けGHS分類ガイダンス(平成25年度改訂版)の「眼に対する重篤な損傷性又は眼刺激性」の分類JISによる分類基準が「区分外」ではないモノマーを併用した例であるが、低刺激性価に劣り、比較例3は刺激、洗浄性ともに劣る結果となった。

Claims (4)

  1. 一般式(1)で表される重合性化合物を含有することを特徴とすることを特徴とする活性エネルギー線硬化型インクジェットインク用洗浄液。
    Figure 2015120255
    (1)

    (式(1)中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは炭素原子数2〜20の有機残基を表し、Rは水素原子又は炭素原子数1〜11の有機残基を表す。)
  2. ジアリルフタレート、ラウリル(メタ)アクリレート、2−メチルー2−エチル(メタ)アクリレート、(1,3―ジオキソラン−4−イル)メチル(メタ)アクリレート、エトキシエチルシアノ(メタ)アクリレート、エトキシ変性フェニル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、又はエトキシ変性クレゾール(メタ)アクリレートを含有する請求項1に記載の活性エネルギー線硬化型インクジェットインク用洗浄液。
  3. 重合禁止剤として、ヒンダードフェノール系化合物、ヒンダードアミン系化合物、リン系化合物、又はフェノチアジン系化合物を含む請求項1または2に記載の活性エネルギー線硬化型インクジェットインク用洗浄液。
  4. 前記重合禁止剤として、ヒンダードフェノール系の化合物と、フェノチアジン系から選択される化合物と、ヒンダードアミン系と、リン系化合物とを併用する請求項3に記載の活性エネルギー線硬化型インクジェットインク用洗浄液。
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