JP2018095841A - 洗浄液、収容容器、インクジェット印刷方法、インクジェット印刷装置並びにインクと洗浄液のセット - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、環境負荷が少なく、非浸透性記録媒体に直接記録できる水性インクが提案されている(例えば、特許文献1〜2参照)。
しかし、樹脂を含有するインクは、記録ヘッドに強固に付着するため、これまでの洗浄液では洗浄力が不十分であるという問題があった。
また、樹脂を含む記録インクと活性剤と溶剤を含有する置換インクとのインクセットが提案されている(例えば、特許文献4参照)。
さらに、溶媒系のハンセン溶解度パラメーターを規定した洗浄組成物が提案されている(例えば、特許文献5参照)。
1)下記インクが付着した被付着体の洗浄に用いる洗浄液であって、
前記洗浄液は水および有機溶剤を含み、前記水および前記有機溶剤からなる混合液のハンセン溶解度パラメーターの水素結合項が、10.0(cal/cm3)1/2以下である洗浄液。
インク:水、有機溶剤、ポリウレタン樹脂粒子およびHLB値が8以下のポリシロキサン界面活性剤を含有し、前記ポリウレタン樹脂粒子の含有量が、インク全量に対して5質量%以上である。
本発明の洗浄液は、下記で説明する特定のインクが付着した被付着体を洗浄するために用いられ、該洗浄液は、水および有機溶剤を含み、前記水および前記有機溶剤からなる混合液のハンセン溶解度パラメーターの水素結合項が、10.0(cal/cm3)1/2以下であることを特徴としている。
前記混合液は、水および溶剤からなり、ハンセン溶解度パラメーターの水素結合項が、10(cal/cm3)1/2以下である。
前記混合液のハンセン溶解度パラメーター(以下、「HSP」とも称することがある)の水素結合項(以下、「δH」とも称することがある)としては、10.0(cal/cm3)1/2以下であり、8.5(cal/cm3)1/2以下が好ましい。前記ハンセン溶解度パラメーターの水素結合項が、10(cal/cm3)1/2以下であると、洗浄力を向上することができる。さらに、HLB値が8以下のポリシロキサン界面活性剤を含むインクを組み合わせることで、優れた吐出信頼性を得ることができる。
前記ハンセン溶解度パラメーターの水素結合項が、8.5(cal/cm3)1/2以下であると、さらに優れた吐出安定性を得ることができる。
また本発明によれば、混合液が、ハンセン溶解度パラメーターの水素結合項が5.0(cal/cm3)1/2以下である有機溶剤を少なくとも1つ含むことが好ましく、この形態では、さらに優れた洗浄性を得ることができる。ハンセン溶解度パラメーターの水素結合項が5.0(cal/cm3)1/2以下である有機溶剤の含有量は、混合液中、10〜70質量%が好ましく、15〜60質量%がさらに好ましい。
Charles M. Hansen著、Hansen Solubility Parameters: A Users Handbook(CRCプレス、2007年)。
混合液のハンセン溶解度パラメーターの水素結合項(δH)=[{(水のδH)×(混合液中の水の体積%)}/100]+[{(溶剤のδH)×(混合液中の有機溶剤の体積%)}/100]
本発明の洗浄液における前記混合液の含有量は、90質量%以上が好ましく、95質量%以上がさらに好ましい。
本発明における収容容器は、本発明の前記洗浄液を容器に収容してなる。
前記収容容器としては、前記洗浄液を容器中に収容してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材などを有してなる。
前記容器としては、特に制限はなく、目的に応じて、その形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成されたインク袋などを少なくとも有するものなどが挙げられる。
本発明に適用されるインク(以下、本発明のインクと言うことがある)は、水、有機溶剤、ポリウレタン樹脂粒子およびHLB値が8以下のポリシロキサン界面活性剤を含有し、前記ポリウレタン樹脂粒子の含有量が、インク全量に対して5質量%以上である。またインクは、必要に応じてその他の成分を含有することができる。
一般的に、溶剤系インクは、インク中の有機溶剤により非浸透性記録媒体を膨潤させながら定着するため、非浸透性記録媒体に対する定着性に優れるが、従来の水性インクでは、最終記録物としてはインク塗膜が記録媒体上に留まる構成となるため、インク塗膜の記録媒体への定着性が不十分であり、高速記録性に劣るという問題があった。また、屋外用途を想定した場合、記録物の耐擦過性についても、屋内向けとは比較できないほどの強靭な耐擦過性、画像硬度などの性質が求められている。しかし、従来の水性インクでは溶剤系インクに匹敵する十分な前記性質が得られていないという問題があった。
また、前記インクの非浸透性記録媒体への定着性が向上することにより、高速記録時においても隣接インク滴同士が着弾後に合一し収縮する現象(ビーディング)を抑制することができ、高品位の画像を得ることができることを見出した。また、定着速度の向上は、乾燥性向上も高めることができ、密着性を向上できることから、記録後の記録媒体巻き取り時に裏紙への転写を抑制できることを知見した。
前記ポリシロキサン界面活性剤としては、例えば、ポリジメチルシロキサン等のポリシロキサン構造を有する化合物(シリコーン系化合物)の側鎖に親水性の基や親水性ポリマー鎖を有する化合物、ポリジメチルシロキサン等のポリシロキサン構造を有する化合物(シリコーン系化合物)の末端に親水性の基や親水性ポリマー鎖を有する化合物などが挙げられる。なお、前記ポリシロキサン界面活性剤とは、その構造中にポリシロキサン構造を有していればよく、ポリシロキサン系界面活性剤も含む意味である。
また、末端に重合性ビニル基を有するポリジメチルシロキサン等と、共重合可能なその他のモノマー(前記モノマーの少なくとも一部には(メタ)アクリル酸、又はその塩などの親水性モノマーを用いることが好ましい)と、の共重合で得られる側鎖にポリジメチルシロキサンなどのシリコーン系化合物鎖を有するビニル系共重合体なども好適に挙げられる。
これらの中でも、ポリシロキサン構造を有する化合物であり、かつ親水性ポリマー鎖を有する化合物が好ましく、前記親水性ポリマー鎖としてポリエーテル基を含有することがより好ましく、ポリシロキサン界面活性剤が疎水基としてメチルポリシロキサンを有し、親水基としてポリオキシエチレンの構造を有する非イオン界面活性剤であることが特に好ましい。
HLB値=20×(親水部の式量の総和/分子量)
前記ポリウレタン樹脂粒子は、高い画像光沢度、及び耐擦過性を付与することができることができる。さらに、驚くべきことに、前記ポリシロキサン界面活性剤、及びポリウレタン樹脂粒子を併用することにより、記録後に形成される塗膜の耐擦過性だけでなく、耐溶剤性も大きく向上することができる。
前記ポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリオールなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記ポリエーテルポリオールとしては、例えば、活性水素原子を2個以上有する化合物の少なくとも1種を出発原料として、アルキレンオキサイドを付加重合させたものなどが挙げられる。
また、前記ポリウレタン樹脂粒子の製造に使用できるポリカーボネートポリオールとしては、例えば、炭酸エステルとポリオールとを反応させて得られるもの、ホスゲンとビスフェノールA等とを反応させて得られるものなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記ポリエステルポリオールとしては、例えば、低分子量のポリオールとポリカルボン酸とをエステル化反応して得られるもの、ε−カプロラクトン等の環状エステル化合物を開環重合反応して得られるポリエステル、これらの共重合ポリエステルなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記ポリカルボン酸としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、これらの無水物又はエステル形成性誘導体などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記ポリイソシアネートとしては、例えば、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族又は脂環式ジイソシアネートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、本発明におけるインクは、ポスターや看板などの屋外向けの用途としても用いられるため、非常に高い長期耐候性を持つ塗膜を必要としており、前記長期耐候性の点から、脂環式ジイソシアネートが好ましい。
前記脂環式ジイソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートなどが挙げられる。
前記脂環式ジイソシアネートの含有量としては、イソシアネート化合物全量に対して、60質量%以上が好ましい。
前記ポリウレタン樹脂粒子は、従来一般的に用いられている製造方法により得ることができ、例えば、次の方法などが挙げられる。
まず、無溶剤下又は有機溶剤の存在下で、前記ポリオールと前記ポリイソシアネートとを、イソシアネート基が過剰になる当量比で反応させて、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーを製造する。
次いで、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマー中のアニオン性基を必要に応じて中和剤により中和し、その後、鎖延長剤と反応させて、最後に必要に応じて系内の有機溶剤を除去することによって得ることができる。
前記鎖延長剤としては、例えば、ポリアミンやその他の活性水素基含有化合物などが挙げられる。
有機溶剤、色材、及び水と配合して水性のインクを調整する作業の容易性や、前記インク中にできるだけ均一に分散させること等を考慮すると、ポリウレタン樹脂粒子が水を分散媒として安定に分散した状態である、樹脂エマルジョンの状態でインクに添加することが好ましい。
前記塩基性化合物としては、例えば、アンモニア、トリエチルアミン、ピリジン、モルホリン等の有機アミン;モノエタノールアミン等のアルカノールアミン;Na、K、Li、Ca等を含む金属塩基化合物などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記強制乳化型の樹脂粒子を用いて水分散体を製造する方法としては、例えば、ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤等の界面活性剤を用いる方法などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、耐水性の点から、ノニオン性界面活性剤を用いる方法が好ましい。
前記体積平均粒径は、例えば、粒度分析装置(マイクロトラック MODEL UPA9340、日機装株式会社製)を用いて測定することができる。
温度プログラム:
1.30℃以上250℃以下:昇温速度30℃/分間、保持時間1分間
2.250以上−100℃以下:冷却速度30℃/分間、保持時間30分間
3.−100以上250℃以下:昇温速度5℃/分間、保持時間1分間
4.250以上30℃以下:冷却速度30℃/分間、保持時間2分間
また、前記最低造膜温度は、樹脂粒子の体積平均粒径によっても変化するため、樹脂粒子の体積平均粒径の制御因子により樹脂粒子の最低造膜温度を狙いの値とすることができる。
前記有機溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、水溶性有機溶剤などが挙げられる。なお、水溶性とは、例えば、25℃の水100gに5g以上溶解することを意味する。
前記水としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イオン交換水、限外ろ過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、超純水などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記その他の成分としては、色材、ポリシロキサン界面活性剤以外の界面活性剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤、ヒンダードフェノールやヒンダードフェノールアミンのようなゴム及びプラスチックス用無色老化防止剤などが挙げられる。
前記色材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、顔料、染料などが挙げられる。これらの中でも、顔料が好ましい。
前記顔料としては、例えば、無機顔料、有機顔料などが挙げられる。
その他、中空樹脂粒子、無機中空粒子の使用も可能である。
これらの顔料のうち、溶媒と親和性の良いものが好ましく用いられる。
顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法としては、例えば、顔料(例えばカーボン)にスルホン基やカルボキシル基等の官能基を付加し水中に分散可能とした自己分散顔料等が使用できる。
顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法としては、顔料をマイクロカプセルに包含させ、水中に分散可能なものを用いることができる。これは、樹脂被覆顔料と言い換えることができる。この場合、インクに配合される顔料はすべて樹脂に被覆されている必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲において、被覆されない顔料や、部分的に被覆された顔料がインク中に分散していてもよい。
分散剤を用いて分散させる方法としては、界面活性剤に代表される、公知の低分子型の分散剤、高分子型の分散剤を用いて分散する方法が挙げられる。
分散剤としては、顔料に応じて例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等を使用することが可能である。
竹本油脂社製RT−100(ノニオン系界面活性剤)や、ナフタレンスルホン酸Naホルマリン縮合物も、分散剤として好適に使用できる。
分散剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
色材に、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを得ることが可能である。また、顔料と、その他水や分散剤などを混合して顔料分散体としたものに、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを製造することも可能である。
前記顔料分散体は、水、顔料、顔料分散剤、必要に応じてその他の成分を分散し、粒径を調整して得られる。分散は分散機を用いると良い。
顔料分散体における顔料の粒径については特に制限はないが、顔料の分散安定性が良好となり、吐出安定性、画像濃度などの画像品質も高くなる点から、最大個数換算で最大頻度が20nm以上500nm以下が好ましく、20nm以上150nm以下がより好ましい。顔料の粒径は、粒度分析装置(ナノトラック Wave−UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
前記顔料分散体における顔料の含有量は、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が、良好な吐出安定性が得られ、また、画像濃度を高める点から、0.1質量%以上50質量%以下が好ましく、0.1質量%以上30質量%以下がより好ましい。
前記顔料分散体は、必要に応じて、フィルター、遠心分離装置などで粗大粒子をろ過し、脱気することが好ましい。
前記数平均粒径は、例えば、粒度分析装置(マイクロトラック MODEL UPA9340、日機装株式会社製)を用いて測定することができる。
本発明におけるインクは、記録媒体への濡れ性を確保する点から、ポリシロキサン界面活性剤以外の界面活性剤を併用してもよい。
また、組成によってはフッ素系界面活性剤やシリコーン系界面活性剤を併用又は単独で使用することもできる。
消泡剤としては、特に制限はなく、例えば、シリコーン系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、破泡効果に優れる点から、シリコーン系消泡剤が好ましい。
防腐防黴剤としては、特に制限はなく、例えば、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オンなどが挙げられる。
防錆剤としては、特に制限はなく、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
pH調整剤としては、pHを7以上に調整することが可能であれば、特に制限はなく、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミンなどが挙げられる。
前記インクの製造方法としては、例えば、前記水、前記有機溶剤、前記ポリシロキサン界面活性剤、前記ポリウレタン樹脂粒子、並びに必要に応じて、前記その他の成分を、撹拌混合することにより製造することができる。前記撹拌混合としては、例えば、サンドミル、ホモジナイザー、ボールミル、ペイントシェイカー、超音波分散機、通常の撹拌羽を用いた撹拌機、マグネチックスターラー、高速の分散機などを用いることができる。
インクの25℃での粘度は、印字濃度や文字品位が向上し、また、良好な吐出性が得られる点から、5mPa・s以上30mPa・s以下が好ましく、5mPa・s以上25mPa・s以下がより好ましい。ここで、粘度は、例えば回転式粘度計(東機産業社製RE−80L)を使用することができる。測定条件としては、25℃で、標準コーンローター(1°34’×R24)、サンプル液量1.2mL、回転数50rpm、3分間で測定可能である。
インクの表面張力としては、記録媒体上で好適にインクがレベリングされ、インクの乾燥時間が短縮される点から、25℃で、35mN/m以下が好ましく、32mN/m以下がより好ましい。
インクのpHとしては、接液する金属部材の腐食防止の観点から、7〜12が好ましく、8〜11がより好ましい。
記録媒体としては特に制限はなく、普通紙、光沢紙、特殊紙、布などを用いることもできるが、非浸透性基材を用いても良好な画像形成が可能である。
前記非浸透性基材とは、水透過性、吸収性が低い表面を有する基材であり、内部に多数の空洞があっても外部に開口していない材質も含まれ、より定量的には、ブリストー(Bristow)法において接触開始から30msec1/2までの水吸収量が10mL/m2以下である基材をいう。
前記非浸透性基材としては、例えば、塩化ビニル樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネートフィルムなどのプラスチックフィルムを、好適に使用することができる。
前記着色記録媒体としては、着色された紙や前記フィルム、生地、衣服、セラミックスなどが代表例である。
前記インク収容容器は、本発明の前記インクを容器に収容してなる。
前記インク収容容器としては、前記インクを容器中に収容してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材などを有してなる。
また本発明のインクジェット印刷装置は、インクを吐出させて記録媒体に印刷するインク吐出手段と、インク流路又は記録ヘッドに残留したインクを洗浄液により洗浄する洗浄手段とを有し、洗浄液が、前記本発明の洗浄液であることを特徴とする。
以下、本発明のインクジェット印刷方法(記録方法)および印刷装置(記録装置)について具体的に説明する。
本発明のインクは、インクジェット記録方式による各種記録装置、例えば、プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ/ファックス/コピア複合機、立体造形装置などに好適に使用することができる。
本発明において、記録装置、記録方法とは、記録媒体に対してインクや各種処理液等を吐出することが可能な装置、当該装置を用いて記録を行う方法である。記録媒体とは、インクや各種処理液が一時的にでも付着可能なものを意味する。
この記録装置には、インクを吐出するヘッド部分だけでなく、記録媒体の給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置と称される装置などを含むことができる。
記録装置、記録方法は、加熱工程に用いる加熱手段、乾燥工程に用いる乾燥手段を有しても良い。加熱手段、乾燥手段には、例えば、記録媒体の印字面や裏面を加熱、乾燥する手段が含まれる。加熱手段、乾燥手段としては、特に限定されないが、例えば、温風ヒーター、赤外線ヒーターを用いることができる。加熱、乾燥は、印字前、印字中、印字後などに行うことができる。
また、記録装置、記録方法は、インクによって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、幾何学模様などのパターン等を形成するもの、3次元像を造形するものも含まれる。
また、記録装置には、特に限定しない限り、吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、吐出ヘッドを移動させないライン型装置のいずれも含まれる。
更に、この記録装置には、卓上型だけでなく、A0サイズの記録媒体への印刷も可能とする広幅の記録装置や、例えばロール状に巻き取られた連続用紙を記録媒体として用いることが可能な連帳プリンタも含まれる。
記録装置の一例について図1乃至図2を参照して説明する。図1は同装置の斜視説明図である。図2はメインタンクの斜視説明図である。記録装置の一例としての画像形成装置400は、シリアル型画像形成装置である。画像形成装置400の外装401内に機構部420が設けられている。ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色用のメインタンク410(410k、410c、410m、410y)の各インク収容部411は、例えばアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成されている。インク収容部411は、例えば、プラスチックス製の収容容器ケース414内に収容される。これによりメインタンク410は、各色のインクカートリッジとして用いられる。
一方、装置本体のカバー401cを開いたときの開口の奥側にはカートリッジホルダ404が設けられている。カートリッジホルダ404には、メインタンク410が着脱自在に装着される。これにより、各色用の供給チューブ436を介して、メインタンク410の各インク排出口413と各色用の吐出ヘッド434とが連通し、吐出ヘッド434から記録媒体へインクを吐出可能となる。
本発明におけるインクジェット印刷装置は、インク吐出手段を有し、加熱手段を有することが好ましく、更に必要に応じて更に必要に応じてその他の手段を有してなる。
本発明におけるインクジェット印刷方法は、前記インクジェット印刷装置により好適に実施することができ、前記インク吐出工程は前記インク吐出手段により好適に行うことができる。前記加熱工程は、前記加熱手段により好適に行うことができる。また、前記その他の工程は、前記その他の手段により好適に行うことができる。
前記インク吐出工程は、本発明のインクを飛翔させて画像を形成する工程であり、インク吐出手段により実施することができる。
前記インク吐出手段としては、特に制限はなく、例えば、インクジェットヘッドなどが挙げられる。
前記加熱工程は、画像を記録した記録媒体を加熱する工程であり、加熱手段により実施することができる。
前記インクジェット印刷方法としては、前記記録媒体としての非浸透性記録媒体に高画像品質な記録ができるが、より一層高画質で耐擦過性、及び記録媒体への密着性の高い画像の形成、並びに高速の記録条件にも対応できるようにするために、記録後に前記非浸透性記録媒体を加熱することが好ましい。記録後に加熱工程を含むと、インク中に含有される樹脂粒子の造膜が促進されるため、記録物の画像硬度を向上させることができる。
なお、搬送ベルト151の記録媒体142と反対側には、ヒーター群203が設けられており、画像形成された記録媒体142を加熱可能である。
前記その他の工程としては、例えば、刺激発生工程、制御工程などが挙げられる。
前記その他の手段としては、例えば、刺激発生手段、制御手段などが挙げられる。
前記刺激発生手段としては、例えば、加熱装置、加圧装置、圧電素子、振動発生装置、超音波発振器、ライトなどが挙げられ、具体的には、例えば、圧電素子等の圧電アクチュエーター、発熱抵抗体等の電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエーター、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエーター、静電力を用いる静電アクチュエーターなどが挙げられる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
実施態様の一例として、前記ホワイトインクを記録媒体の全面に塗布する場合は、インクジェット記録方法以外の塗工方法で塗工し、ホワイト以外の色のインクで記録する場合は、インクジェット記録方法で記録する態様が可能である。
別の実施態様として、ホワイトインクを用いた記録も、ホワイト以外の色のインクを用いた記録も、インクジェット記録方法で記録する態様が可能である。
ホワイトインクの代わりにクリアインクを用いた場合も同様である。
前記洗浄工程は、インクが付着した被付着体として例えばインク流路又は記録ヘッドに残留したインクを洗浄液により洗浄する工程であり、前記洗浄手段は、インクが付着した被付着体として例えばインク流路又は記録ヘッドに残留したインクを洗浄液により洗浄する手段である。
まず、例えば押圧部材上に払拭部材を設置し、該払拭部材に洗浄液を付与する。前記押圧部材としては、前記払拭部材を介して、前記記録ヘッドの例えばノズル面を押圧可能な部材であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、押圧ローラ、押圧ローラと押圧ベルトの組み合わせ、ワイパー、ブレードなどが挙げられる。これらの中でも、押圧ローラが好ましい。
前記払拭部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、不織布、布などが挙げられる。これらは、ロール状に巻回したものが好ましく、発塵し難く信頼性が高い点から、ロール状の不織布が好ましい。
前記洗浄液の付与量は、洗浄液付与手段としての洗浄液付与ノズルにかける圧力により制御されることが好ましい。また、前記洗浄液が複数の洗浄液付与ノズルから付与される場合には、前記洗浄液の前記払拭部材への付与量は前記洗浄液付与ノズルの数により制御されることが好ましい。また、前記洗浄液の前記払拭部材への付与量は、前記洗浄液付与ノズルからの洗浄液の付与回数により制御されることが好ましい。
洗浄手段300は、払拭部材としての不織布303と、洗浄液付与手段としての洗浄液付与ノズル302と、押圧部材としての押圧ローラ305と、払拭処理後の不織布を巻き取る巻き取りローラ304とを有している。
洗浄液は、図示しない洗浄液供給チューブを介して洗浄液タンク(洗浄液収容容器)から供給される。前記洗浄液供給チューブの途中に設けられたポンプを駆動することにより、洗浄液付与ノズル302から洗浄液が、払拭部材としての不織布303に、記録時間により応じた洗浄液の付与量で付与される。なお、不織布303はロール状に巻回されている。
そして、図4に示すように、洗浄液が付与された不織布303が押圧部材としての押圧ローラ305によってインク吐出ヘッド301のノズル面301aに当接し押圧されることにより、ノズル面301aが清浄される。払拭処理が終了後、不織布303は巻取りローラ304により巻き取られる。
記録媒体上に、本発明のインクを用いて印刷することで印刷物を得ることができる。
印刷物は、インクジェット印刷装置を用いて作成できる。
また、印刷物は、記録媒体と、前記記録媒体上に、ポリシロキサン界面活性剤、及びポリウレタン樹脂粒子を含有する印刷層を有し、前記ポリシロキサン界面活性剤として、HLB値が8以下のポリシロキサン界面活性剤を含有する。
<ブラック顔料分散体の調製>
以下の処方混合物をプレミックスした後、ディスクタイプのビーズミル(株式会社シンマルエンタープライゼス製、KDL型、メディア:直径0.3mmジルコニアボール使用)で7時間循環分散して自己分散型ブラック顔料分散体(顔料固形分濃度:15質量%)を得た。
・カーボンブラック顔料(商品名:Monarch800、キャボット社製)・・・15質量部
・アニオン性界面活性剤(商品名:パイオニンA−51−B、竹本油脂株式会社製)・・・2質量部
・イオン交換水・・・83質量部
攪拌機、温度計、窒素シール管及び冷却器の付いた容量2Lの反応器に、メチルエチルケトンを100質量部、ポリエステルポリオール(1)(iPA/AA=6/4(モル比)とEG/NPG=1/9(モル比)から得られたポリエステルポリオール数平均分子量=3,000、平均官能基数=2。なお、iPA:イソフタル酸、AA:アジピン酸、EG:エチレングリコール、NPG:ネオペンチルグリコールである)を345質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸DMPAを9.92質量部仕込み、60℃にて均一に混合した。
その後、トリエチレングリコールジイソシアネートTEGDIを45.1質量部、ジオクチルチンジラウレートDOTDLを0.08質量部仕込み、72℃で3時間反応させて、ポリウレタン溶液を得た。
このポリウレタン溶液に、IPAを80質量部、MEKを220質量部、TEAを3.74質量部、水を596質量部仕込んで転相させた後、ロータリーエバポレーターにてMEKとIPAを除去して、ポリウレタン樹脂エマルジョン1を得た。
得られた水性エマルジョンを常温まで冷却した後、イオン交換水と水酸化ナトリウム水溶液を添加して固形分30質量%、pH8に調整した。
このエマルジョン1を用いて、「Thermo plus EVO2」(Rigaku製)で測定したガラス転移点(=Tg)は−10℃であった。
自己分散型ブラック顔料分散体20質量%、ポリオキシアルキレン基含有シリコーン化合物1(ポリシロキサン界面活性剤:東レ・ダウ株式会社製、商品名:FZ2110、HLB値:1.0)1.0質量%、ポリウレタン樹脂エマルジョン16.7質量%、1,2−プロパンジオール20質量%、2,3−ブタンジオール3質量%、3−メトキシ−3−メチルブタノール6質量%、2−メチル−2,4−ペンタンジオール3質量%、防腐剤として商品名:プロキセルLV(アビシア社製)0.1質量%、及び高純水を残量となるように添加し、混合撹拌して、平均孔径が0.2μmのポリプロピレンフィルター(商品名:BetafineポリプロピレンプリーツフィルターPPGシリーズ、3M社製)にてろ過することにより、インク1を作製した。
インク調製例1において、下記表1に記載の組成、及びに含有量に変更した以外は、インク調製例1と同様にして、インク2〜9を作製した。
・ポリシロキサン界面活性剤1:東レ・ダウ株式会社製、ポリオキシアルキレン基含有シリコーン化合物、商品名:FZ2110、HLB値:1.0
・ポリシロキサン界面活性剤2:信越化学工業株式会社製、ポリエーテル変性シリコーン、商品名:KF−945、HLB値:4.0
・ポリシロキサン界面活性剤3:信越化学工業株式会社製、ポリエーテル変性シリコーン、商品名:KF−6017、HLB値:4.5
・ポリシロキサン界面活性剤4:東レ・ダウ株式会社製、ポリエーテル変性シリコーン、商品名:SH−3773M、HLB値:8.0
・ポリシロキサン界面活性剤5:信越化学工業株式会社製、ポリエーテル変性シリコーン、商品名:KF−353、HLB値:10.0
・1,2−プロパンジオール:(株)ADEKA製
・2,3−ブタンジオール:東京化成工業(株)製
・3−メトキシ−3−メチルブタノール:(株)クラレ製
・2−メチル−2,4−ペンタンジオール:和光純薬工業(株)製
・防腐剤:アビシア株式会社製、商品名:プロキセルLV
1,2−ブタンジオール(HSPのδH:10.39(cal/cm3)1/2、比重:1.04)5.0質量%、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール(HSPのδH:6.29cal/cm3)1/2、比重:0.927)15質量%、2−ピロリドン(HSPのδH:4.39(cal/cm3)1/2、比重:1.10)60質量%、フッ素系界面活性剤(商品名:Zonyl(登録商標)FSO−100、DuPont社製)1.0質量%、消泡剤(2,4,7,9−テトラメチル−4,7−デカンジオール、日信化学工業株式会社製)0.10質量%、及びイオン交換水残量を添加して、1時間撹拌し洗浄液1を得た。
<洗浄液2〜5の調製>
洗浄液の調製例1において、表2に示す組成、及び含有量に変更した以外は、洗浄液の調製例1と同様にして、洗浄液2〜5を得た。
・1,2−プロパンジオール:(株)ADEKA 製
・1,2−ブタンジオール:東京化成工業(株)製
・1,3−ブタンジオール:東京化成工業(株)製
・1,2−ヘキサンジオール:東京化成工業(株)製
・3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール:(株)クラレ製
・2−ピロリドン:東京化成工業(株)製
・フッ素系界面活性剤:DuPont社製、商品名:Zonyl(登録商標)FSO−100
・消泡剤:2,4,7,9−テトラメチル−4,7−デカンジオール、日信化学工業(株)製
前記インク1、及び前記洗浄液1を組み合わせて、インクと洗浄液のセットとした。
実施例1において、インクおよび洗浄液を下記表3の組合せに変更した以外は、実施例1と同様にして、インクと洗浄液のセットを調製した。
インク1〜9をインクジェットプリンター(装置名:IPSiO GXe5500改造機、株式会社リコー製)に充填し、ポリ塩化ビニルフィルム(CPPVWP1300、桜井株式会社製、以下、「PVCフィルム」とも称することがある)記録媒体に対し、インク付着量が0.6g/cm2で、ベタ画像を記録した。記録後、前記ベタ画像を80℃に設定したホットプレート(NINOS ND−1、アズワン株式会社製)上で1時間乾燥させた。
なお、前記IPSiO GXe5500改造機は、IPSiO GXe5500機を、150cmの印字幅で30m2/hrの記録速度相当の記録をA4サイズで再現できるように改造し、また、前記ポットプレートを設置し、記録後の加熱条件(加熱温度、加熱時間)を変えることができるように改造した。
PVCフィルム記録媒体に形成されたベタ画像を乾いた木綿(カナキン3号)で400gの荷重をかけて擦過し、画像の状態を目視で観察し、下記評価基準に基づいて、「耐擦過性」を評価した。前記評価がB以上であることが実使用上望ましい。
[評価基準]
AA:50回以上擦っても画像が変化しなかった
A:50回擦った段階で多少の傷が残るが画像には影響しなかった
B:31回以上49回以下擦っても画像が変化しなかった
C:30回以下擦っても画像が変化しなかった
PVCフィルム記録媒体に形成されたベタ画像を、60質量%エタノール水溶液に常温(25℃)で24時間浸漬し、次いで、室温(25℃)で24時間自然乾燥させた後、X−Rite938(X−Rite社製)を用いて、画像濃度を測定し、浸漬前の画像の初期濃度に対する浸漬後の画像濃度における画像濃度値の減少量を算出し、下記の評価基準に基づいて、「耐溶剤性」を評価した。前記評価がB以上であることが実使用上望ましい。
〔評価基準〕
AA:画像濃度値の減少が10%未満
A:画像濃度値の減少が10%以上20%未満
B:画像濃度値の減少が20%以上30%未満
C:画像濃度値の減少が30%以上
PVCフィルム記録媒体に形成されたベタ画像の記録ムラを目視により観察し、下記評価基準に基づいて、「定着性(ビーディング)」を評価した。前記評価がB以上であることが実使用上望ましい。
[評価基準]
A:非常に良好(ビーディングが全くなかった)
B:良好(わずかにビーディングが観察された)
C:普通(ビーディングがあった)
D:不良(著しいビーディングがあった)
PVCフィルム記録媒体に形成されたベタ画像の60°光沢度を、光沢度計(BYK Gardener社製、4501)により4回測定し、光沢値の平均値を求め、下記評価基準に基づいて、「画像光沢度」を評価した。前記評価がB以上であることが実使用上望ましい。
〔評価基準〕
AA:光沢値が100以上
A:光沢値が90以上100未満
B:光沢値が80以上90未満
C:光沢値が80未満
前記ベタ画像の形成方法と同様にして、PPフィルム記録媒体(東洋紡製、P2161)に形成されたベタ画像に対し、布粘着テープ(ニチバン株式会社製、123LW−50)を用いた碁盤目剥離試験により、試験マス目100個の残存マス数をカウントし、下記評価基準に基づいて、記録媒体に対する「密着性」を評価した。前記評価がB以上であることが実使用上望ましい。
〔評価基準〕
AA:残存マス数が98個以上
A:残存マス数が90個以上98個未満
B:残存マス数が70個以上90個未満
C:残存マス数が70個未満
プリンタ(装置名:IPSiO GX e3300、株式会社リコー製)を用いて、インクを、45分間連続吐出し、吐出が停止してから30分間記録ヘッドの表面を乾燥させた。その後、スポイトを用いて洗浄液3mLを記録ヘッドのノズル面に付与した後、ワイピングを実施し、再度インクの吐出を行い、下記評価基準に基づいて、「吐出安定性」を評価した。前記評価がB以上であることが実使用上望ましい。
[評価基準]
A:吐出乱れ、又は不吐出が全くない
B:5ノズル以下の吐出乱れ、又は不吐出がある
C:5ノズルを超える吐出乱れ、又は不吐出がある
SUS316板(3cm×4cm)を、インクに60分間浸漬させた。その後、大気中で0.1MPaの加圧条件下、常温(25℃)で2時間静置し乾燥させて、インク乾固物が付着したSUS316板を得た。
得られたインク乾固物が付着したSUS316板を、洗浄液30mLを用いて3分間繰り返しかけ洗いした。かけ洗い終了後、SUS316板を目視にて観察し、下記評価基準に基づいて、「洗浄性」を評価した。前記評価がB以上であることが実使用上望ましい。
[評価基準]
A:繰り返しかけ洗い洗浄初期(1分間以内)にインク乾固物が全く確認できなくなった
B:繰り返しかけ洗い終了後、インク乾固物が全く確認できなくなった
C:インク乾固物が僅かに残存していることが確認できた
D:洗浄前後でインク乾固物に変化が見られなかった
実施例3は、洗浄液中の混合液におけるハンセン溶解度パラメーターの水素結合項が、やや高い例であり、実施例1、2、8に比べ吐出安定性が若干劣る結果となった。
実施例4及び実施例5は、インク中のポリシロキサン界面活性剤のHLB値がやや高い例であり、実施例1、2、8に比べ画像光沢度が若干劣る結果となった。
実施例6は、インク中のポリシロキサン界面活性剤の添加量がやや少ない例であり、実施例1、2、8に比べ定着性及び耐溶剤性が若干劣る結果となった。
実施例7は、インク中のポリシロキサン界面活性剤の添加量がやや多い例であり、実施例1、2、8に比べ吐出安定性が若干劣る結果となった。
実施例9は、インク中のポリウレタン樹脂の添加量がやや多い例であり、実施例1、2、8に比べ、吐出安定性および洗浄性が若干劣る結果となった。
実施例10及び実施例11は、洗浄液中にハンセン溶解度パラメーターの水素結合項が、5.0(cal/cm3)1/2以下である溶剤を含まない例であり、実施例1、2、8に比べ洗浄性が若干劣る結果となった。
比較例2は、洗浄液中の混合液におけるハンセン溶解度パラメーターの水素結合項が、10(cal/cm3)1/2を超える例であり、実施例に比べ吐出安定性及び洗浄性が劣る結果となった。
142 記録媒体
151 搬送ベルト
153 ガイド部材
157 搬送ローラ
158 テンションローラ
201 加熱ファン
202 温風
203 ヒータ群
300 洗浄手段
301 ノズルプレート
301a ノズル面
302 洗浄液付与ノズル
303 不織布
304 巻き取りローラ
305 押圧ローラ
400 画像形成装置
401 画像形成装置の外装
401c 装置本体のカバー
404 カートリッジホルダ
410 メインタンク
410k、410c、410m、410y ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色用のメインタンク
411 インク収容部
413 インク排出口
414 収容容器ケース
420 機構部
434 吐出ヘッド
436 供給チューブ
Claims (9)
- 下記インクが付着した被付着体の洗浄に用いる洗浄液であって、
前記洗浄液は水および有機溶剤を含み、前記水および前記有機溶剤からなる混合液のハンセン溶解度パラメーターの水素結合項が、10.0(cal/cm3)1/2以下である洗浄液。
インク:水、有機溶剤、ポリウレタン樹脂粒子およびHLB値が8以下のポリシロキサン界面活性剤を含有し、前記ポリウレタン樹脂粒子の含有量が、インク全量に対して5質量%以上である。 - 前記混合液のハンセン溶解度パラメーターの水素結合項が、8.5(cal/cm3)1/2以下である請求項1に記載の洗浄液。
- 前記インクは、HLB値が4以下のポリシロキサン界面活性剤を含む請求項1または2に記載の洗浄液。
- 前記インク中のポリシロキサン界面活性剤の含有量が、インク全量に対して1.0質量%以上2.0質量%以下である請求項1〜3のいずれかに記載の洗浄液。
- 前記混合液は、ハンセン溶解度パラメーターの水素結合項が5.0(cal/cm3)1/2以下である有機溶剤を少なくとも1つ含む請求項1〜4のいずれかに記載の洗浄液。
- 下記インクが付着した被付着体の洗浄に用いる洗浄液を含む収容容器であって、
前記洗浄液は水および有機溶剤を含み、前記水および前記有機溶剤からなる混合液のハンセン溶解度パラメーターの水素結合項が、10.0(cal/cm3)1/2以下である収容容器。
インク:水、有機溶剤、ポリウレタン樹脂粒子およびHLB値が8以下のポリシロキサン界面活性剤を含有し、前記ポリウレタン樹脂粒子の含有量が、インク全量に対して5質量%以上である。 - インクを吐出させて記録媒体に印刷するインク吐出工程と、
インク流路又は記録ヘッドに残留したインクを洗浄液により洗浄する洗浄工程と、
を含むインクジェット印刷方法において、
前記洗浄液が、請求項1〜5のいずれかに記載の洗浄液であることを特徴とするインクジェット印刷方法。 - インクを吐出させて記録媒体に印刷するインク吐出手段と、
インク流路又は記録ヘッドに残留したインクを洗浄液により洗浄する洗浄手段とを有するインクジェット印刷装置において、
前記洗浄液が、請求項1〜5のいずれかに記載の洗浄液であることを特徴とするインクジェット印刷装置。 - インクと、前記インクが付着した被付着体の洗浄に用いる洗浄液とを含み、
前記インクは、水、有機溶剤、ポリウレタン樹脂粒子およびHLB値が8以下のポリシロキサン界面活性剤を含有し、前記ポリウレタン樹脂粒子の含有量が、インク全量に対して5質量%以上であり、
前記洗浄液は、水および有機溶剤を含む混合液であり、かつ前記混合液のハンセン溶解度パラメーターの水素結合項が、10.0(cal/cm3)1/2以下である、
インクと洗浄液のセット。
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