JP4465993B2 - 電極腐蝕を起こさない非水性インクジェットインキ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の技術分野】
本発明は、ピエゾ素子に設置された電極の腐蝕を起こさない非水性インクジェットインキに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット印字装置としてはピエゾ素子を用いる方式、サーマルヘッドを利用する方式、電気的吸引力を利用する方式が知られているが、その中でもピエゾ素子を利用する方式は、プリントヘッド装置の構成が簡単で、他の方式と比較してもインキ物性上の制限が少ないという点から優位性が高く、多くのプリントヘッドに利用されている。その中でも主に産業用インクジェットプリンターとして利用されるドロップ・オン・デマンド（ＤＯＤ）型のインクジェットプリントヘッドには、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４のように、電気絶縁性の高い飽和炭化水素系溶剤に顔料を分散させたインキを搭載したものが実用化されている。
【０００３】
しかし、電気絶縁性の高い飽和炭化水素系溶剤を用いたインキは主に高沸点で難揮発性の溶剤が使用されており、印刷後の乾燥が非常に遅く、非浸透系の被印刷物への印字は不可能に近い。そこで最近では、特許文献５、特許文献６、特許文献７のように、非浸透系の被印刷物への印字も可能となるように、電気絶縁性の高い飽和炭化水素系溶剤よりもやや沸点が低く、３０〜５０℃程度の加温によって揮発させることのできるようなグリコールエーテル系あるいはグリコールエステル系溶剤を用いたインキも実用化されるようになってきた。
【０００４】
しかしながら、グリコールエーテル系あるいはグリコールエステル系溶剤は飽和炭化水素系溶剤と比較して電気絶縁性が低く、一部のプリントヘッドではピエゾ素子に設置されたアルミニウム電極が剥き出しになっているため、インキと直に接した電極が素子を振動させるために流した電流によって腐蝕し、ヘッドの寿命を著しく低下させる問題が起こることが知られている。この電極腐蝕の問題はインキ中に添加された顔料分散剤や、樹脂成分によって加速する傾向があり、改良が望まれている。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２９９０３７８号公報
【特許文献２】
特許第３０６２５５３号公報
【特許文献３】
特許第２９０３６３１号公報
【特許文献４】
特許第２９９３０９６号公報
【特許文献５】
特開平１１−３３５６０９号公報
【特許文献６】
特開２００２−３０２６２９号公報
【特許文献７】
特開２００２−３６３４６５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ピエゾ素子に設置された電極の腐蝕を起こさない非水性インクジェットインキの提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、顔料、樹脂および有機溶剤からなる非水性インクジェットインキにおいて、下記一般式（１）で示されるエタノールアミン系化合物を全組成中に０．１〜５重量％含有することを特徴とする非水性インクジェットインキに関する。
（Ｒ_１，Ｒ_２）ＮＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ 一般式（１）
（式中、Ｒ_１は水素原子、ヒドロキシエチル基、炭素数１〜４のアルキル基、Ｒ_２は水素原子、炭素数１〜４のアルキル基を表す。）
【０００８】
更に本発明は、有機溶剤の沸点が１４０℃以上である上記非水性インクジェットインキに関する。
【０００９】
更に本発明は、分散剤を含む上記非水性インクジェットインキに関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に使用される一般式（１）で示されるエタノールアミン系化合物をインキ中に添加することによって電極腐蝕が阻止できるメカニズムについての詳細は不明だが、おそらくエタノールアミン系化合物が何らかの形でトラップとなってアルミ電極の腐蝕を阻止していると考えられる。このエタノールアミン系化合物の添加量はインキ中に０．１〜５重量％が好ましいが、さらに好ましくは０．３〜３重量％が良い。添加量が多すぎるとインキの乾燥阻害を起こし、非印刷物への定着性が低下する。
【００１１】
一般式（１）で示されるエタノールアミン系化合物は上記条件を満たせば特に制限されるものではないが、電極腐蝕防止効果が特に高いものとしては、Ｎ−ブチルエタノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミンがあげられる。
【００１２】
本発明に使用する有機溶剤は沸点が１４０℃以上であることが好ましい。沸点が１４０℃より低いとインキの乾燥が早くなり、プリントヘッドでのインキ乾燥による吐出不良の原因となる。沸点が１４０℃以上の有機溶剤としては、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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール等のグリコール類、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールアセテート類、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、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、酢酸ヘキシル、酢酸オクチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル等のエステル類、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、イソホロン等のケトン類があげられる。
【００１３】
本発明に使用される顔料は、印刷インキ、塗料等に使用される種々の顔料が使用できる。このような顔料をカラーインデックスで示すと、ピグメントブラック７、ピグメントブルー１５，１５：１，１５：３，１５：４，１５：６，６０、ピグメントグリーン７，３６、ピグメントレッド９，４８，４９，５２，５３，５７，９７，１２２，１４９，１６８，１７７，１７８，１７９，２０６，２０７，２０９，２４２，２５４，２５５、ピグメントバイオレット１９，２３，２９，３０，３７，４０，５０、ピグメントイエロー１２，１３，１４，１７，２０，２４，７４，８３，８６，９３，９４，９５，１０９，１１０，１１７，１２０，１２５，１２８，１３７，１３８，１３９，１４７，１４８，１５０，１５１，１５４，１５５，１６６，１６８，１８０，１８５、ピグメントオレンジ３６，４３，５１，５５，５９，６１，７１，７４等があげられる。また、カーボンブラックについては中性、酸性、塩基性等のあらゆるカーボンブラックを使用することができる。
【００１４】
本発明では被印刷物への定着性を向上させるために樹脂を添加することができる。使用できる樹脂としては、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、スチレン−マレイン酸系樹脂、ロジン系樹脂、ロジンエステル系樹脂、エチレン−酢ビ系樹脂、石油樹脂、クマロンインデン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ系樹脂、セルロース系樹脂、塩酢ビ系樹脂、キシレン樹脂、アルキッド樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、ブチラール樹脂、マレイン酸樹脂、フマル酸樹脂等が挙げられる。樹脂の具体例としては、荒川化学社製のスーパーエステル７５、エステルガムＨＰ、マルキッド ３３、安原社製のＹＳ ポリスター Ｔ８０、三井化学社製のＨｉｒｅｔｔｓ ＨＲＴ２００Ｘ、ジョンソンポリマー社製のジョンクリル５８６、ダウケミカルズ社製のユーカーソリューションビニル樹脂ＶＹＨＤ、ＶＹＨＨ、ＶＭＣＡ等を例示することができる。
【００１５】
本発明では、顔料の分散性およびインキの保存安定性を向上させるために分散剤を添加するのが好ましい。分散剤としては、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ステアリルアミンアセテート等を用いることができる。
【００１６】
分散剤の具体例としては、ＢＹＫ Ｃｈｅｍｉｅ社製「Ａｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−Ｕ（ポリアミノアマイド燐酸塩）」、「Ａｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−２０３／２０４（高分子量ポリカルボン酸塩）」、「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０１（ポリアミノアマイド燐酸塩と酸エステル）、１０７（水酸基含有カルボン酸エステル）、１１０、１１１（酸基を含む共重合物）、１３０（ポリアマイド）、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１７０（高分子共重合物）」、「４００」、「Ｂｙｋｕｍｅｎ」（高分子量不飽和酸エステル）、「ＢＹＫ−Ｐ１０４、Ｐ１０５（高分子量不飽和酸ポリカルボン酸）」、「Ｐ１０４Ｓ、２４０Ｓ（高分子量不飽和酸ポリカルボン酸とシリコン系）」、「Ｌａｃｔｉｍｏｎ（長鎖アミンと不飽和酸ポリカルボン酸とシリコン）」が挙げられる。
【００１７】
また、Ｅｆｋａ ＣＨＥＭＩＣＡＬＳ社製「エフカ４４、４６、４７、４８、４９、５４、６３、６４、６５、６６、７１、７０１、７６４、７６６」、「エフカポリマー１００（変性ポリアクリレート）、１５０（脂肪族系変性ポリマー）、４００、４０１、４０２、４０３、４５０、４５１、４５２、４５３（変性ポリアクリレート）、７４５（銅フタロシアニン系）」、共栄社化学社製「フローレン ＴＧ−７１０（ウレタンオリゴマー）、「フローノンＳＨ−２９０、ＳＰ−１０００」、「ポリフローＮｏ．５０Ｅ、Ｎｏ．３００（アクリル系共重合物）」、楠本化成社製「ディスパロン ＫＳ−８６０、８７３ＳＮ、８７４（高分子分散剤）、＃２１５０（脂肪族多価カルボン酸）、＃７００４（ポリエーテルエステル型）」が挙げられる。
【００１８】
さらに、花王社製「デモールＲＮ、Ｎ（ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩）、ＭＳ、Ｃ、ＳＮ−Ｂ（芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩）、ＥＰ」、「ホモゲノールＬ−１８（ポリカルボン酸型高分子）、「エマルゲン９２０、９３０、９３１、９３５、９５０、９８５（ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル）、「アセタミン２４（ココナッツアミンアセテート）、８６（ステアリルアミンアセテート）」、アビシア社製「ソルスパーズ５０００（フタロシアニンアンモニウム塩系）、１３９４０（ポリエステルアミン系）、１７０００（脂肪酸アミン系）、２４０００」、日光ケミカル社製「ニッコール Ｔ１０６（ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート）、ＭＹＳ−ＩＥＸ（ポリオキシエチレンモノステアレート）、Ｈｅｘａｇｌｉｎｅ ４−０（ヘキサグリセリルテトラオレート）」等が挙げられる。
【００１９】
分散剤はインキ中に０．１〜１０重量％含まれることが好ましい。
【００２０】
本発明の非水性インクジェットインキは使用する用途によって、可塑剤、表面調整剤、紫外線防止剤、光安定化剤、酸化防止剤等の種々の添加剤を使用することができる。
【００２１】
本発明の非水性インクジェットインキは、まず始めにペイントシェーカー、サンドミル、ロールミル、メディアレス分散機等によって、単一もしくは混合有機溶剤中に顔料を樹脂または分散剤にて分散し、得られた顔料分散体を有機溶剤で希釈し、その際に一般式（１）で示されるエタノールアミン系化合物を添加して製造されるものである。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例に特に限定されるものではない。なお、実施例中、「部」は「重量部」を表す。
【００２３】
有機溶剤として乳酸ブチル５１．０部にソルスパーズ２４０００（アビシア社製 塩基性高分子分散剤）１４．０部を溶解し、これにＬＩＯＮＯＬ ＢＬＵＥ ＦＧ−７３５１（東洋インキ製造社製 銅フタロシアニン顔料）３５．０部を投入してハイスピードミキサーにて均一になるまで約３０分撹拌混合の後、横型サンドミルにて２時間分散し、顔料分散体を得た。
【００２４】
［実施例１］上記顔料分散体を使用して下記のような配合でインクジェットインキを調製した。

【００２５】
［実施例２］上記顔料分散体を使用して下記のような配合でインクジェットインキを調製した。

【００２６】
［実施例３］上記顔料分散体を使用して下記のような配合でインクジェットインキを調製した。
・顔料分散体 １１．５部
・ビニル樹脂ＶＹＨＤ（ダウケミカルズ社製 塩酢ビ樹脂） ４．５部
・Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン ０．５部
・エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート ６８．５部
・シクロヘキサノン １５．０部
【００２７】
［比較例１］実施例１のＮ−ブチルエタノールアミンを添加せずに、残りの配合は同様にしてインクジェットインキを調製した。
【００２８】
［比較例２］実施例２のＮ−ブチルジエタノールアミンを添加せずに、残りの配合は同様にしてインクジェットインキを調製した。
【００２９】
［比較例３］実施例３のＮ，Ｎ−ジメチルエタノールアミンを添加せずに、残りの配合は同様にしてインクジェットインキを調製した。
【００３０】
次に、実施例１〜３および比較例１〜３のインキを、それぞれピエゾ素子に設置されたアルミニウム電極がむきだしになっているヘッドを用いて１ノズル１００億ドットの連続吐出試験を行ったところ、比較例１〜３のインキのみに電極の腐蝕が見られた。
【００３１】
【発明の効果】
本発明により、ピエゾ素子に設置された電極の腐蝕を起こさない非水性インクジェットインキを提供することができた。

Claims (2)

1. 顔料、樹脂および沸点が１４０℃以上の有機溶剤からなる、ドロップ・オン・デマンド型のピエゾ素子を用いるインクジェット方式に用いられる非水性インクジェットインキにおいて、下記一般式（１）で示されるエタノールアミン系化合物を全組成中に０．３〜５重量％含有することを特徴とする非水性インクジェットインキ。
   （R₁，R₂）NCH₂CH₂OH 一般式（１）
   （式中、R₁は水素原子、ヒドロキシエチル基、炭素数１〜４のアルキル基から選択されるいずれかの基、R₂は水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を表す。）
2. 分散剤を含む請求項１記載の非水性インクジェットインキ。