JP2018118506A - 洗浄液、洗浄方法、インクジェット記録方法、洗浄装置、インクジェット記録装置、並びに、インク及び洗浄液のセット - Google Patents
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Abstract
Description
前記インクは、水、ガラス転移点が0℃以下のウレタン樹脂、顔料、下記一般式(1)で表される化合物、及び界面活性剤を含有し、
前記洗浄液は、水、下記一般式(1)で表される化合物、グリコールエーテル化合物、及び界面活性剤を含有する。
本発明の洗浄液は、水、ガラス転移点が0℃以下のウレタン樹脂、顔料、下記一般式(1)で表される化合物、及び界面活性剤を含有するインクの洗浄に用いられ、水、下記一般式(1)で表される化合物、グリコールエーテル化合物、及び界面活性剤を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
一般式(1)で表される化合物としては、R1としてメチル、エチル、プロピル、ブチル基を有するものが挙げられる。上記化合物と、グリコールエーテル化合物を共に用いることにより、単体で用いたときの洗浄性より高い洗浄性を得ることが可能であり、また、グリコールエーテル化合物単体では分離が起こる場合も、十分な保存安定性を得ることが可能である。洗浄液は、一般式(1)で表される化合物を含むことで、特に、ガラス転移点(以下、Tgと表す)が0℃以下のウレタン樹脂を含むインク固着物に対して、固着物の軟化を生じさせ、高い洗浄が得られる。
撹拌装置、熱電対、及び窒素ガス導入管を備えた300mLセパラブルフラスコに、N,N−ジメチルアクリルアミド19.828g、エタノール19.868gを入れ、窒素ガスを導入しながら撹拌する。次に、ナトリウム−t−ブトキシド0.338gを加え、35℃で4時間反応を行う。反応終了後、リン酸150mgを加え、溶液を均一にした後、3時間放置する。得られた溶液を濾過して、析出物を除去し、エバポレーターで未反応物を除き、一般式(1)で表される化合物(3−エトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、一般式(1)中のR1:エチル基)を得る。
グリコールエーテル化合物としては特に制限は無く、目的に応じて適宜選択することができる。
グリコールエーテル化合物としては、例えば、エチレングリコールモノブチルエーテル、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、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ブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール−n−プロピルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、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、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類などが挙げられる。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、グリコールエーテル化合物として、下記一般式(2)で表されるジアルキルグリコールエーテル化合物を含有することが好ましい。
本発明において、洗浄液は、本発明の効果を損なわない範囲にて、その他の溶剤を含有してもよい。
前記その他の溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水溶性有機溶剤などが挙げられる。
前記水溶性有機溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、多価アルコール類;多価アルコールアルキルエーテル類、多価アルコールアリールエーテル類等のエーテル類、含窒素複素環化合物;アミド類;アミン類;含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、炭素数8以上のポリオール化合物、側鎖のグリコールエーテル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。
界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、及びアニオン系界面活性剤のいずれも使用可能である。
シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。これらの中でも、高pHでも分解しないものが好ましく、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサン等が挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するものが、水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。また、前記シリコーン系界面活性剤として、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤を用いることもでき、例えば、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルシロキサンのSi部側鎖に導入した化合物等が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物が、起泡性が小さいので特に好ましい。前記パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルカルボン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩等が挙げられる。これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Li、Na、K、NH4、NH3CH2CH2OH、NH2(CH2CH2OH)2、NH(CH2CH2OH)3等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えば、ラウリルアミノプロピオン酸塩、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタインなどが挙げられる。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンプロピレンブロックポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加物などが挙げられる。
アニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩、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。
このような界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、ビックケミー株式会社、信越化学工業株式会社、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社、日本エマルジョン株式会社、共栄社化学などから入手できる。
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、一般式(S−1)式で表わされる、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルポリシロキサンのSi部側鎖に導入したものなどが挙げられる。
(但し、一般式(S−1)式中、m、n、a、及びbは、それぞれ独立に、整数を表わし、Rは、アルキレン基を表し、R’は、アルキル基を表す。)
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、市販品を用いることができ、例えば、KF−618、KF−642、KF−643(信越化学工業株式会社)、EMALEX−SS−5602、SS−1906EX(日本エマルジョン株式会社)、FZ−2105、FZ−2118、FZ−2154、FZ−2161、FZ−2162、FZ−2163、FZ−2164(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社)、BYK−33、BYK−387(ビックケミー株式会社)、TSF4440、TSF4452、TSF4453(東芝シリコン株式会社)などが挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物などが挙げられる。
これらの中でも、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物は起泡性が少ないため好ましく、特に一般式(F−1)及び一般式(F−2)で表わされるフッ素系界面活性剤が好ましい。
上記一般式(F−1)で表される化合物において、水溶性を付与するためにmは0〜10の整数が好ましく、nは0〜40の整数が好ましい。
一般式(F−2)
CnF2n+1−CH2CH(OH)CH2−O−(CH2CH2O)a−Y
上記一般式(F−2)で表される化合物において、YはH、又はCmF2m+1でmは1〜6の整数、又はCH2CH(OH)CH2−CmF2m+1でmは4〜6の整数、又はCpH2p+1でpは1〜19の整数である。nは1〜6の整数である。aは4〜14の整数である。
上記のフッ素系界面活性剤としては市販品を使用してもよい。
この市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113、S−121、S−131、S−132、S−141、S−145(いずれも、旭硝子株式会社製);フルラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129、FC−135、FC−170C、FC−430、FC−431(いずれも、住友スリーエム株式会社製);メガファックF−470、F−1405、F−474(いずれも、大日本インキ化学工業株式会社製);ゾニール(Zonyl)TBS、FSP、FSA、FSN−100、FSN、FSO−100、FSO、FS−300、UR、キャプストーンFS−30、FS−31、FS−3100、FS−34、FS−35(いずれも、Chemours社製);FT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW(いずれも、株式会社ネオス製)、ポリフォックスPF−136A,PF−156A、PF−151N、PF−154、PF−159(オムノバ社製)、ユニダインDSN−403N(ダイキン工業株式会社製)などが挙げられ、これらの中でも、良好な印字品質、特に発色性、紙に対する浸透性、濡れ性、均染性が著しく向上する点から、Chemours社製のFS−3100、FS−34、FS−300、株式会社ネオス製のFT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW、オムノバ社製のポリフォックスPF−151N及びダイキン工業株式会社製のユニダインDSN−403Nが特に好ましい。
前記水の含有量としては、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が、洗浄液全量に対して、10質量%以上80質量%以下が好ましく、10質量%以上60質量%以下がより好ましい。前記含有量が、10質量%以上であると、インク汚れをノズル面の界面から十分に払拭することでき、十分な吐出信頼性を得ることができ、80質量%以下であると、汚れを十分に膨潤させることが可能である。また、水を添加することにより、引火点を無くすことが可能である。
洗浄剤はその他の成分を含んでもよい。前記その他の成分としては、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、浸透剤、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤などが挙げられる。
消泡剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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、目的に応じて適宜選択することができ、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、目的に応じて適宜選択することができ、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、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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。
本発明に使用するインクは、水、ガラス転移点(Tg)が0℃以下のウレタン樹脂、色材としての顔料、及び下記一般式(1)で表される化合物、を少なくとも含み、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
ウレタン樹脂としては、ガラス転移点(Tg)が0℃以下であれば、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、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させて得られるポリウレタン樹脂粒子などが挙げられる。好ましくは、基材との密着性の観点から、Tgが−20℃以下のポリカーボネート系ポリウレタン樹脂が好ましい。
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、本発明のインクは、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。
色材としては特に限定されず、顔料、染料を使用可能である。
顔料としては、無機顔料又は有機顔料を使用することができる。これらは、1種単独で用いても良く、2種以上を併用してもよい。また、混晶を使用してもよい。
顔料としては、例えば、ブラック顔料、イエロー顔料、マゼンダ顔料、シアン顔料、白色顔料、緑色顔料、橙色顔料、金色や銀色などの光沢色顔料やメタリック顔料などを用いることができる。
無機顔料として、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、クロムイエローに加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。
また、有機顔料としては、アゾ顔料、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料など)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。これらの顔料のうち、溶媒と親和性のよいものが好ましく用いられる。その他、樹脂中空粒子、無機中空粒子の使用も可能である。
顔料の具体例として、黒色用としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、又は銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料があげられる。
更に、カラー用としては、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、138、150、153、155、180、185、213、C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51、C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、184、185、190、193、202、207、208、209、213、219、224、254、264、C.I.ピグメントバイオレット1(ローダミンレーキ)、3、5:1、16、19、23、38、C.I.ピグメントブルー1、2、15(フタロシアニンブルー)、15:1、15:2、15:3、15:4(フタロシアニンブルー)、16、17:1、56、60、63、C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36、等がある。
染料としては、特に限定されることなく、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が使用可能であり、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記染料として、例えば、C.I.アシッドイエロー 17,23,42,44,79,142、C.I.アシッドレッド 52,80,82,249,254,289、C.I.アシッドブルー 9,45,249、C.I.アシッドブラック 1,2,24,94、C.I.フードブラック 1,2、C.I.ダイレクトイエロー 1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173、C.I.ダイレクトレッド 1,4,9,80,81,225,227、C.I.ダイレクトブルー 1,2,15,71,86,87,98,165,199,202、C.I.ダイレクドブラック 19,38,51,71,154,168,171,195、C.I.リアクティブレッド 14,32,55,79,249、C.I.リアクティブブラック 3,4,35が挙げられる。
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することで、水中に分散可能とする方法が挙げられる。
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、水中に分散可能とする方法が挙げられる。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。
前記体積平均粒径は、例えば、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。
顔料に、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混合、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よい。
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。
洗浄液の成分として記載した一般式(1)で表される化合物は、インクに使用することができる。なお、一般式(1)で表される任意の化合物のうち、インクに用いられる一般式(1)で表される化合物、及び洗浄液に用いられる一般式(1)で表される化合物は同じあってもよいし、異なっていてもよい。インクに一般式(1)で表される化合物を含めることで、インクと基材との密着性が向上する。
インクに用いられる界面活性剤としては、その種類、及び配合量は、特に限定されない。洗浄液の成分として記載した界面活性剤は、インクに使用することができる。なお、インクに用いられる界面活性剤、及び洗浄液に用いられる界面活性剤は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
本発明において、インクは、本発明の効果を損なわない範囲にて、その他の溶剤を含有してもよい。洗浄液の成分として記載したその他の溶剤は、インクに使用することができる。なお、インクに用いられるその他の溶剤、及び洗浄液に用いられるその他の溶剤は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
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。
インクジェット記録用インクセットは、上記で説明した洗浄液と、インクジェット記録用インクとして上記で説明したインクとを有する。前記インクは、Tgが0℃以下のウレタン樹脂を含有するため、基材に対し高い密着性を有する一方で、記録装置の吐出信頼性を維持しにくくする。上記のインクジェット記録用インクセットを用いることで、密着性、乾燥性が高いインクを用いた印刷を行っても、吐出不良が発生せず、吐出信頼性を維持することが可能となる。
本発明の洗浄方法は、インクを吐出する吐出ヘッドのノズル面を、洗浄液を用いて洗浄する洗浄方法であって、前記インクは、水、ガラス転移点が0℃以下のウレタン樹脂、顔料、下記一般式(1)で表される化合物、及び界面活性剤を含有するインクを用い、
前記洗浄液は、水、下記一般式(1)で表される化合物、グリコールエーテル化合物、及び界面活性剤を含有する。
本発明の洗浄方法は、払拭部材に洗浄液を付与する工程(以下、「洗浄液付与工程」と称することがある)と、
前記洗浄液を付与した前記払拭部材で前記ノズル面を払拭する工程(以下、「払拭工程」と称することがある)と、を含み、更に必要に応じてその他の工程を含むことが好ましい。
前記インクは、水、ガラス転移点が0℃以下のウレタン樹脂、顔料、下記一般式(1)で表される化合物、及び界面活性剤を含有し、
前記洗浄液は、水、下記一般式(1)で表される化合物、グリコールエーテル化合物、及び界面活性剤を含有する。
本発明の洗浄装置は、払拭部材に洗浄液を付与する手段(以下、「洗浄液付与手段」と称することがある)と、
前記洗浄液を付与した前記払拭部材で前記ノズル面を払拭する手段(以下、「払拭手段」と称することがある)と、を有し、更に必要に応じてその他の手段を有する。
洗浄液付与工程は、払拭部材に洗浄液を付与する工程であり、押圧部材上の払拭部材に洗浄液を付与することが好ましく、洗浄液付与手段により実施される。
前記押圧部材としては、前記払拭部材を介して前記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。
前記洗浄液付与手段としては、洗浄液を一定量付与することができ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、スポイトによる付与、ノズル、スプレイ、ディスペンサー、塗布装置などが挙げられる。
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。
前記払拭工程は、前記洗浄液を付与した前記払拭部材でノズル面を払拭する工程であり、払拭手段により好適に実施される。
前記洗浄液を付与した前記払拭部材でノズル面を払拭する方法としては、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、洗浄液が付与された払拭部材としての不織布が押圧部材としての押圧ローラによってインク吐出ヘッドのノズル面に押圧する方法などが挙げられる。
前記その他の工程及び前記その他の手段としては、例えば、制御工程及び制御手段などが挙げられる。
前記制御手段としては、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器などが挙げられる。
そして、図3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に当接して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。
前記洗浄液の付与の際には、洗浄液付与ノズルには圧がかけられるようになっており、その圧を変えることにより洗浄液の付与量を所望の量に調整することができる。また、複数の洗浄液付与ノズルのうち洗浄液を付与するノズル数を変えることにより洗浄液の付与量の調整が可能であり、更には洗浄液付与ノズルから洗浄液を付与する回数を変えることにより付与量を調整することができる。このように、洗浄液を付与した払拭部材を用いて、記録終了後のノズル面を払拭すればよい。
本発明のインクジェット記録方法は、インクを吐出する吐出ヘッドのノズルから前記インクを吐出する吐出工程と、
前記吐出ヘッドのノズル面を洗浄する洗浄工程と、を含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
前記洗浄工程が、本発明の前記洗浄方法により行われる。
前記インクは、水、ガラス転移点が0℃以下のウレタン樹脂、顔料、下記一般式(1)で表される化合物、及び界面活性剤を含有し、
前記洗浄液は、水、下記一般式(1)で表される化合物、グリコールエーテル化合物、及び界面活性剤を含有する。
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よい。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が着脱可能に装着される。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。
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
・アニオン系界面活性剤(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(MEK)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=2,200、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)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、反応器に、更に、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。
<インク、及び洗浄液の調製>
−ブラックインクの調製−
前記(ブラック顔料分散体の調製例1)に示した方法で作製したブラック顔料分散体20質量%、ポリウレタン樹脂エマルジョン1(固形分濃度:30質量%)23.3質量%、1,2−プロパンジオール12質量%、1,3−プロパンジオール10質量%、1,2−ブタンジオール3質量%、一般式(1)の化合物(R1がメチル基)16質量%(商品名:エクアミドM100、出光興産株式会社製)、界面活性剤として、商品名「FS−300」(デュポン社製、フッ素系界面活性剤、固形分濃度40%)を2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、実施例1で用いるブラック色のインクを作製した。
トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(東京化成工業株式会社製)20質量%、一般式(1)の化合物(R1がメチル基)(商品名:エクアミドM100、出光興産株式会社製)30質量%、フッ素系界面活性剤(商品名:FS−300、固形分濃度40%)2質量%、及びイオン交換水を残量(材料の合計の添加量を100質量%として、その残量)を添加して、1時間撹拌し、実施例1で用いる洗浄液を得た。
インクのポリウレタン樹脂エマルジョンを、大成ファインケミカル社製のポリエステル系ポリウレタンエマルジョン「WBR−601U」に変更し、洗浄液のグリコールエーテル化合物をトリプロピレングリコールモノメチルエーテルから、ジプロピレングリコールメチルエーテル(東京化成工業株式会社製)に変更した以外は、実施例1と同様にして、インク、及び洗浄液を作製した。
ポリエステル系ポリウレタンエマルジョン WBR−601U(大成ファインケミカル株式会社製、Tg:−30℃)
インクのポリウレタン樹脂エマルジョンを、第一製薬工業株式会社製のポリカーボネート系ポリウレタンエマルジョン「スーパーフレックス430」に変更し、洗浄液のグリコールエーテル化合物をトリプロピレングリコールモノメチルエーテルから、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(東京化成工業株式会社製)に変更し、添加量を20質量%から30質量%に変更し、エクアミドM100の添加量を30質量%から20質量%に変更した以外は、実施例1と同様にして、インク、及び洗浄液を作製した。
ポリカーボネート系ポリウレタンエマルジョン:スーパーフレックス430(第一製薬工業株式会社製、Tg:−24℃)
洗浄液のグリコールエーテル化合物をトリプロピレングリコールモノメチルエーテルから、ジエチレングリコールジエチルエーテル(東京化成工業株式会社製)に変更した以外は、実施例1と同様にして、インク、及び洗浄液を作製した。
洗浄液のグリコールエーテル化合物をトリプロピレングリコールモノメチルエーテルから、ジエチレングリコールジエチルエーテル(東京化成工業株式会社製)に変更し、洗浄液の界面活性剤をフッ素界面活性剤「FS−300」から、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル(花王株式会社製、商品名:エマルゲンA−60(高級アルコール系エーテル型非イオン性界面活性剤))に変更した以外は、実施例1と同様にして、インク、及び洗浄液を作製した。
インクのポリウレタン樹脂エマルジョンを、第一製薬工業株式会社製のポリカーボネート系ポリウレタンエマルジョン「スーパーフレックス430」に変更し、洗浄液のグリコールエーテル化合物をトリプロピレングリコールモノメチルエーテルから、ジエチレングリコールジブチルエーテルに変更し、その添加量を20質量%から30質量%に変更し、エクアミドM100の添加量を30質量%から20質量%に変更し、洗浄液の界面活性剤をフッ素界面活性剤「FS−300」からポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル(花王株式会社製、商品名:エマルゲンLS−106(高級アルコール系エーテル型非イオン性界面活性剤))に変更した以外は、実施例1と同様にして、インク、及び洗浄液を作製した。
実施例1において、洗浄液を構成する一般式(1)化合物のR1を、ブチル基にした化合物(商品名:エクアミドB100、出光興産株式会社製)に変更した以外は、実施例1と同様にして、インク、及び洗浄液を作製し、評価を行った。
洗浄液のトリプロピレングリコールモノメチルエーテルを未添加とし、エクアミドM100の添加量を30質量%から50質量%に変更した以外は、実施例1と同様にして、インク、及び洗浄液を作製し、評価を行った。
洗浄液のトリプロピレングリコールモノメチルエーテルの添加量を20質量%から50質量%に変更し、エクアミドM100を未添加とした以外は、実施例1と同様にして、インク、及び洗浄液を作製した。
<洗浄性>
図1に示したプリンタを用い、実施例1のインクを45分間連続吐出した。吐出を停止してから12時間、吐出ヘッドのノズル面を乾燥させた。その後、スポイトを用いて実施例1の洗浄液3mLをアンティコン(クリーンワイパー アンティコンGOLD、ポリエステル長繊維)に付与して、図3の装置によりノズル面を1往復払拭した。その後、下記の評価基準に基づいて、「洗浄性」を評価した。前記評価が「△」以上であることが実使用上望ましい。他の実施例、及び他の比較例についても、インク、及び洗浄液を表1−1に示す組に変更した点を除き上記と同様に評価した。
◎:インク汚れの拭き残しが全く見られない
○:インク汚れの拭き残しが10%未満あるが、ノズル近辺には残らない
△:インク汚れの拭き残しが10%未満ある
×:インク汚れの拭き残しが10%以上ある
図1に示したプリンタを用い、実施例1のインクを45分間連続吐出し、吐出を停止してから30分間吐出ヘッドのノズル面を乾燥させた。その後、スポイトを用いて実施例1の洗浄液3mLをアンティコン(クリーンワイパー アンティコンGOLD、ポリエステル長繊維)に付与して、図3の装置を用いてノズル面を払拭した。その後、実施例1のインクを用いて再度吐出を行い、下記評価基準に基づいて、「吐出信頼性」を評価した。前記評価が「△」以上であることが実使用上望ましい。他の実施例、及び他の比較例についても、インク、及び洗浄液を表1−1に示す組に変更した点を除き上記と同様に評価した。
○:吐出乱れや不吐出は全くみられない
△:5ノズル以下の吐出乱れ、不吐出があるがすぐに回復する
×:吐出乱れ、不吐出がある
評価画像の作成方法
IPSiO GXe5500改造機(株式会社リコー製)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し、また、印字後の画像に対し、加熱条件(加熱温度、加熱時間)を変えてポットプレートで加熱できるように改造した。IPSiO GXe5500改造機に実施例1のブラック色のインクを充填し、記録媒体のインク付着量が0.6g/cm2となるようにベタ画像を記録した。記録媒体としては、PPフィルム記録媒体(東洋紡株式会社製、P2161)を用いた。記録後、ポットプレートで加熱を行った。加熱条件は以下の2条件で行った。
条件1: 60℃ 5分間
条件2: 70℃ 5分間
加熱後のベタ画像に対し、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。他の実施例、及び他の比較例についても、インクをその実施例で用いるものに変更した点を除き上記と同様に評価した。
〔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
実施例1では、一般式(1)の化合物とグリコールエーテル化合物の両方を含む洗浄液を用いたのに対し、比較例1はグリコールエーテル化合物が未添加の洗浄液を用い、比較例2では一般式(1)の化合物が未添加の洗浄液を用いた。実施例1、比較例1、及び比較例2の対比では、比較例1と比較例2は実施例1に比べ、洗浄性、吐出安定性が劣る。
実施例1、実施例2、及び実施例3の対比では、実施例3ではインク中の樹脂がポリカーボネート系のTg−20℃以下のポリウレタン樹脂であり、実施例1及び実施例2に比べ、基材の密着性がよい。実施例1及び実施例4の対比では、実施例4はグリコールエーテル化合物が一般式(2)の化合物を使用しており、実施例1に比べ洗浄性がよい。実施例4と実施例5の対比では、実施例5の洗浄液の界面活性剤がポリオキシアルキレン界面活性剤を使用しており、実施例4に比べ、更に洗浄性がよい。各実施例、及び各比較例のインク、及び洗浄液に含まれる成分を表2に示す。表2中、「○」は含まれることを示し、「×」は含まれないことを示す。
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 (15)
- インクを吐出する吐出ヘッド、インク、及び洗浄液を有するインクジェット記録装置であって、
前記インクは、水、ガラス転移点が0℃以下のウレタン樹脂、顔料、下記一般式(1)で表される化合物、及び界面活性剤を含有し、
前記洗浄液は、水、下記一般式(1)で表される化合物、グリコールエーテル化合物、及び界面活性剤を含有することを特徴とするインクジェット記録装置。
- 前記吐出ヘッドのノズル面を払拭する払拭部材を有する請求項1に記載のインクジェット記録装置。
- 前記ウレタン樹脂はポリカーボネート系ウレタン樹脂であり、
前記ウレタン樹脂のガラス転移点は−20℃以下である請求項1又は2に記載のインクジェット記録装置。 - 前記グリコールエーテル化合物として、下記一般式(2)で表されるジアルキルグリコールエーテル化合物を含有する請求項1から3のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
- 洗浄液に含まれる界面活性剤が、ポリオキシアルキレン界面活性剤である請求項1から4のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
- インクを吐出する吐出ヘッドのノズル面を洗浄する洗浄装置であって、
前記インクは、水、ガラス転移点が0℃以下のウレタン樹脂、顔料、下記一般式(1)で表される化合物、及び界面活性剤を含有し、
前記洗浄液は、水、下記一般式(1)で表される化合物、グリコールエーテル化合物、及び界面活性剤を含有することを特徴とする洗浄装置。
- インクを吐出する吐出ヘッドのノズル面を洗浄する洗浄装置であって、
払拭部材に洗浄液を付与する手段と、
前記洗浄液を付与した前記払拭部材で前記ノズル面を払拭する手段と、を有し、
前記インクは、水、ガラス転移点が0℃以下のウレタン樹脂、顔料、前記一般式(1)で表される化合物、及び界面活性剤を含有し、
前記洗浄液は、水、前記一般式(1)で表される化合物、グリコールエーテル化合物、及び界面活性剤を含有する請求項6に記載の洗浄装置。 - インクを吐出する吐出ヘッドのノズル面を、洗浄液を用いて洗浄する洗浄方法であって、 前記インクは、水、ガラス転移点が0℃以下のウレタン樹脂、顔料、下記一般式(1)で表される化合物、及び界面活性剤を含有するインクを用い、
前記洗浄液は、水、下記一般式(1)で表される化合物、グリコールエーテル化合物、及び界面活性剤を含有することを特徴とする洗浄方法。
- インクを吐出する吐出ヘッドのノズル面を、洗浄液を用いて洗浄する洗浄方法であって、 払拭部材に洗浄液を付与する工程と、
前記洗浄液を付与した前記払拭部材で前記ノズル面を払拭する工程と、を含み、
前記インクは、水、ガラス転移点が0℃以下のウレタン樹脂、顔料、前記一般式(1)で表される化合物、及び界面活性剤を含有するインクを用い、
前記洗浄液は、水、前記一般式(1)で表される化合物、グリコールエーテル化合物、及び界面活性剤を含有する請求項8に記載の洗浄方法。 - 前記吐出ヘッドのノズルから前記インクを吐出する吐出工程と、
前記吐出ヘッドのノズル面を洗浄する洗浄工程と、を含み、
前記洗浄工程が、請求項8又は9に記載の洗浄方法により行われるインクジェット記録方法。 - 水、ガラス転移点が0℃以下のウレタン樹脂、顔料、下記一般式(1)で表される化合物、及び界面活性剤を含有するインクの洗浄に用いられ、
水、下記一般式(1)で表される化合物、グリコールエーテル化合物、及び界面活性剤を含有することを特徴とする洗浄液。
- 前記ウレタン樹脂はポリカーボネート系ウレタン樹脂であり、
前記ウレタン樹脂のガラス転移点は−20℃以下である請求項11に記載の洗浄液。 - 前記グリコールエーテル化合物として、下記一般式(2)で表されるジアルキルグリコールエーテル化合物を含有する請求項11又は12に記載の洗浄液。
- 洗浄液に含まれる界面活性剤が、ポリオキシアルキレン界面活性剤である請求項11から13のいずれか一項に記載の洗浄液。
- 水、ガラス転移点が0℃以下のウレタン樹脂、顔料、下記一般式(1)で表される化合物、及び界面活性剤を含有するインクと、
水、下記一般式(1)で表される化合物、グリコールエーテル化合物、及び界面活性剤を含有する洗浄液と、
を有することを特徴とするインク及び洗浄液のセット。
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