JP5793779B2 - インクジェット記録用メンテナンス液 - Google Patents
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本発明のインクジェット記録用メンテナンス液は、少なくとも水、一般式(I)で表わされる化合物、2−ピロリドン、保湿剤を含有することを特徴とする。このメンテナンス液は、定着樹脂として水分散性樹脂微粒子を含有する水性顔料インキを使用するインクジェットプリンタにおいても安定した吐出性能が維持でき、所望の画像を得ることができる。
そこで、本発明者らは、インキと混合した際に、インク中の定着樹脂である水分散性樹脂微粒子の分散状態を破壊することなしに、軟化・膨潤させる作用がある2−ピロリドンを併用して使用することで、インキが乾燥して増粘・固化した物への洗浄性とインキとの混合安定性を両立できることを見出した。
さらに、保湿剤を含有させることで、メンテナンス液をヘッドに充填して長期間放置した場合でも、メンテナンス液中の水分蒸発を抑制するため、組成が変わらず効果を維持できる。
本発明におけるインキ組成物は、少なくとも顔料、顔料分散剤、水、水溶性有機溶剤、水分散性樹脂微粒子を含有する。以下、インキ組成物について説明する。
本発明で使用することができるブラックの顔料としては、ファーネス法、チャネル法で製造されたカーボンブラックが挙げられる。例えば、これらのカーボンブラックであって、一次粒子径が11〜40mμm(nm)、BET法による比表面積が50〜400m2/g、揮発分が0.5〜10質量%、pH値が2〜10等の特性を有するものが好適である。このような特性を有する市販品としては下記のものが挙げられる。例えば、
No.33、40、45、52、900、2200B、2300、MA7、MA8、MCF88(以上、三菱化学製)、RAVEN1255(コロンビア製)、REGAL330R、400R、660R、MOGULL(以上、キャボット製)、Nipex 160IQ、Nipex 170IQ、Nipex 75、Printex 85、Printex 95、Printex 90、Printex 35、Printex U(以上、デグサ製)等があり、何れも好ましく使用することができる。
C.I.Pigment Yellow 1、2、3、12、13、14、16、17、55、74、81、83、109、113、120、128、150、151、155、183等が挙げられる。
C.I.Pigment Red5、7、12、22、23、31、48(Ca)、48(Mn)、49、52、53、57(Ca)、57:1、112、122;キナクリドン固溶体、146、147、150、238、269、C.I.PigmentViolet 19等が挙げられる。
C.I.Pigment Blue1、2、3、15:3、15:4、16、22、C.I.VatBlue 4、6等が挙げられる。
本発明で使用することができる水溶性有機溶剤としては、グリコールエーテル類、ジオール類が良く、中でも(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル、炭素数3〜6のアルカンジオールが好ましい。
グリコールエーテル類の具体例としては、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、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プロピルエーテル、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モノペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、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プロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラ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プロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。
この中でも好ましいのは、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モノヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、1,2−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオールである。
これらの溶剤は単独で使用しても良く、複数を混合して使用することもできる。
さらに印刷する基材の種類によっては、その溶解性の向上を目的に、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、3−エチル−2−オキサゾリジノン、N,N−ジメチル−β−メトキシジプロピオンアミド、N,N−ジメチル−β−エトキシプロピオンアミド、N,N−ジメチル−β−ブトキシプロピオンアミドなどの含窒素化合物を添加することもできる。
水分散性樹脂微粒子は、特に制限はなく、熱可塑性のアクリル系、エポキシ系、ポリウレタン系、ポリエーテル系、ポリアミド系、ポリエステル系、シリコン系、塩化ビニル系樹脂等、あるいはそれらの共重合体の水分散性樹脂微粒子が使用できる。インキの安定性と塗膜の耐性の観点から、アクリル系、アクリルシリコン系水分散性樹脂微粒子が好ましい。
下記表1に示す組成にて本発明のメンテナンス液と、表2に示す組成にて比較用のメンテナンス液とを調整した。各メンテナンス液の調整は、各成分を混合し、充分に攪拌したのち、1μmのメンブランフィルターを用いて濾過を行った。
(顔料分散樹脂の製造例)
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、ブタノール93.4部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を110℃に加熱して、ラウリルメタクリレート35.0部、スチレン35.0部、アクリル酸30.0部、およびV−601(和光純薬製)6.0部の混合物を2時間かけて滴下し、重合反応を行った。滴下終了後、さらに110℃で3時間反応させた後、V−601(和光純薬製)0.6部を添加し、さらに110℃で1時間反応を続けて、顔料分散樹脂1の溶液を得た。顔料分散樹脂1の重量平均分子量は約16000であった。
さらに、室温まで冷却した後、ジメチルアミノエタノール37.1部添加し中和した。これは、アクリル酸を100%中和する量である。さらに、水を293.4部添加し、水性化した。その後、ブタノールを除去した。これを1gサンプリングして、180℃20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に水性化した樹脂溶液の不揮発分が20%になるように水を加えた。これより、顔料分散樹脂1の不揮発分20%の水性化溶液を得た。
攪拌器、温度計、滴下ロート、還流器を備えた反応容器に、イオン交換水55部と乳化剤としてアクアロンKH−10(第一工業製薬株式会社製)0.4部とを仕込み、別途、2−エチルヘキシルアクリレート9部、メチルメタクリレート58部、スチレン30部、アクリル1部、アクリルアミド1部、フタル酸ジアリル1部、イオン交換水30部および乳化剤としてアクアロンKH−10 0.6部をホモミキサーで攪拌混合して調製した乳化液を、5部分取して加えた。内温を70℃に昇温し十分に窒素置換した後、過硫酸カリウムの5%水溶液4.0部、および無水重亜硫酸ナトリウムの1%水溶液5.0部を添加して重合を開始した。反応開始後、内温を75℃に保ちながら上記の乳化液の残りと過硫酸カリウムの5%水溶液1.5部、および無水重亜硫酸ナトリウムの1%水溶液5.8部を1.5時間かけて滴下し、さらに2時間攪拌を継続した。反応終了後、温度を30℃まで冷却し、ジメチルアミノエタノールを添加して、pHを8.9とした。さらにイオン交換水で固形分を40%に調整して水分散樹脂微粒子1の水分散体を得た。
顔料としてC.I.Pigment Blueを20部、顔料分散樹脂1の水溶化液を42.9部、水37.1部をマヨネーズ瓶に仕込み、ディスパーで予備分散した後、直径0.8mmのジルコニアビーズ250部を分散メディアとして仕込み、ペイントシェイカーにて本分散を行い、顔料分散体を得た。
得られた顔料分散体を20部、水分散性樹脂微粒子1の水分散体を12.5部、1,2−プロパンジオールを30部、2−ピロリドンを5部、サーフィノール465(AirProductsandChemicals Inc.製)を1部、水を31.5部混合し、10μmのメンブランフィルターでろ過することで、インク1を作製した。
メンテナンス液100gにインキ1を1g添加・混合後、混合物を70℃の恒温槽に2週間保存し、凝集物の発生の有無を目視で評価した。
<評価基準>
○:凝集物の発生は見られない。
△:わずかに凝集物が見られる。
×:多くの凝集物が見られる。
株式会社セイコーアイ・インフォテック社製 インクジェットプリンターColor Painter 64S Plusにインキ1を充填した後、メンテナンス液を使用してインキ流路およびヘッド内部を洗浄した。その後、メンテナンス液を充填した状態で、プリンタを40℃環境下で1ヶ月放置した。放置後のヘッドのノズル近傍を顕微鏡により観察し、異物付着具合を評価した。
○:ノズル近傍に異物の付着がない。
△:ノズル近傍にわずかに異物の付着が観察されるが、目詰まりを起こすほどでない。
×:ノズル近傍に異物の付着が見られ、目詰まりを起こしている。
インキ1を1g金属製の容器に測りとり、50℃のオーブンで30分乾燥させ、増粘させたインキにメンテナンス液を3g加えて均一に攪拌し、30分後のインキとメンテナンス液の状態を評価した。
○:増粘したインキがほとんど溶解していた。
△:増粘したインキは半分ほど溶解していた。
×:増粘したインキはほとんど溶解せず、メンテナンス液に若干色がついた。
ヘッドのノズル面をワイピング(ゴム製のブレード、布や紙類での拭き取り)できるように改造した株式会社セイコーアイ・インフォテック社製 インクジェットプリンターColor Painter 64S Plusに、インキ1を充填し1時間連続印刷後、メンテナンス液を染み込ませた布ワイプ(アズピュアワイパー、アズワン製)でワイピングした。その後再印刷を実施し、印字物でノズル抜けを目視で評価した。
○:ノズル抜け数が、全ノズルに対して5%未満である。
△:ノズル抜け数が、全ノズルに対して5%以上10未満である。
×:ノズル抜け数が、全ノズルに対して10%以上である。
Claims (6)
- 少なくとも水、一般式(I)で表わされる化合物、2−ピロリドン、保湿剤を含有することを特徴とする、少なくとも顔料、顔料分散樹脂、水、水溶性有機溶剤、水分散性樹脂微粒子とを含有する水性インキ組成物に使用されるインクジェット記録用メンテナンス液。
(式中、R1は炭素数1〜10のアルキル基、R2およびR3はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜6のエーテル結合を有しても良い炭化水素基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい。) - 前記一般式(I)で表わされる化合物の含有量が、メンテナンス液に対して5〜20重量%であることを特徴とする請求項1記載のインクジェット記録用メンテナンス液。
- 前記一般式(I)で表わされる化合物のR1が炭素数1〜4であることを特徴とする請求項1又は2記載のインクジェット記録用メンテナンス液。
- 前記2−ピロリドンの含有量が、メンテナンス液に対して5〜40重量%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェット記録用メンテナンス液。
- 前記保湿剤の含有量が、メンテナンス液に対して2〜10重量%であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェット記録用メンテナンス液。
- 少なくとも顔料、顔料分散樹脂、水、水溶性有機溶剤、水分散性樹脂微粒子とを含有する水性インキ組成物と、請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット記録用メンテナンス液とを有するインクジェット記録用インキセット。
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