JP6143030B2 - インクジェット用インクセット、および洗浄方法 - Google Patents
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Description
本発明に係るインクジェット用インクセットの一態様は、
インク流路に供給して用いられ、色材として光輝性顔料および金属酸化物の少なくとも一方を含有する記録用インク組成物と、
前記インク流路の洗浄に用いられる補助インク組成物と、を含み、
前記記録用インク組成物の20℃における粘度をη1(mPa・s)、20℃における表面張力をγ1(mN/m)として、
前記補助インク組成物の20℃における粘度をη2(mPa・s)、20℃における表面張力をγ2(mN/m)とした場合に、
下記式(1)および下記式(2)を同時に満たす。
適用例1において、
前記η2が、3mPa・s以上10mPa・s以下であり、
前記γ2が、15mN/m以上35mN/m以下であることができる。
適用例1または適用例2において、
前記補助インク組成物は、消泡性を有する界面活性剤を含有することができる。
適用例1ないし適用例3のいずれか1例において、
前記記録用インク組成物は、標準沸点が280℃以上のアルキルポリオール類を実質的に含有せず、標準沸点が180℃以上250℃以下のアルキルポリオール類を含有し、
前記補助インク組成物は、標準沸点が180℃以上250℃以下のアルキルポリオール類を含有することができる。
適用例1ないし適用例4のいずれか1例において、
前記補助インク組成物は、色材を含有し、
前記補助インク組成物中における前記色材の含有量が、0.5質量%以下であることができる。
適用例1ないし適用例5のいずれか1例において、
補助インク組成物は、一気圧下相当での凍結温度が−15℃以下であることができる。
本発明に係る洗浄方法の一態様は、
インクジェット記録装置のインク流路を洗浄する洗浄方法であって、
前記インク流路に適用例1ないし適用例6のいずれか1例に記載の補助インク組成物を流通させる。
適用例7において、
前記インク流路に請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の記録用インク組成物が存在する際に、当該インク流路に0.1ml/(秒・mm2)以上の流速で前記補助インク組成物を流通させることができる。
本発明の一実施形態に係るインクジェット用インクセット(以下、単に「インクセット」ともいう。)は、インク流路に供給して用いられ、色材として光輝性顔料および金属酸化物の少なくとも一方を含有する記録用インク組成物と、前記インク流路の洗浄に用いられる補助インク組成物と、を含み、前記記録用インク組成物の20℃における粘度をη1(mPa・s)、20℃における表面張力をγ1(mN/m)として、前記補助インク組成物の20℃における粘度をη2(mPa・s)、20℃における表面張力をγ2(mN/m)とした場合に、下記式(1)および下記式(2)を同時に満たすことを特徴とする。
2−1)を同時に満たすことがより好ましい。
本実施形態に係るインクセットを構成する記録用インク組成物は、インクジェット記録装置のインク流路(後述)に供給して用いられ、インク流路を流通させてノズル孔から吐出させることにより、記録媒体上に画像を記録する。
本実施形態に係る記録用インク組成物は、色材として光輝性顔料および金属酸化物の少なくとも一方を含有する。
本実施形態に係る記録用インク組成物は、標準沸点が180℃以上250℃以下のアルキルポリオール類を含有してもよい。本実施形態に係る記録用インク組成物は、沸点が上記範囲内にあるアルキルポリオール類を含有することで、記録用インク組成物の濡れ拡がり性、乾燥性の制御が一層容易になる場合がある。これにより、ノズルの目詰まりが低減できるので好ましい。
本実施形態に係る記録用インク組成物は、さらに、水、樹脂分散剤、樹脂、グリコールエーテル類、ワックス、ピロリドン類、界面活性剤、pH調整剤、防腐剤・防かび剤、防錆剤、キレート化剤等を含有することができる。本実施形態に係る記録用インク組成物は、これらの成分を含有していると、その特性がさらに向上する場合がある。
本実施形態に係る記録用インク組成物は、水を含有してもよい。水は、前記記録用インク組成物の主となる媒体であり、乾燥により蒸発飛散する成分である。水は、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水又は超純水のようなイオン性不純物を極力除去したものであることが好ましい。また、紫外線照射又は過酸化水素添加等により滅菌した水を用いると、顔料分散液及びこれを用いた記録用インク組成物を長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を防止することができるので好適である。
本実施形態に係る記録用インク組成物は、記録用インク組成物中における上記色材の分散性を向上させる観点から、樹脂分散剤を含有してもよい。樹脂分散剤は、水溶性、水不溶性のいずれのタイプを用いてもよい。
本実施形態に係る記録用インク組成物は、記録媒体に対する定着性を向上させる観点から、樹脂を添加してもよい。樹脂としては、例えばアクリル樹脂、スチレンアクリル樹脂、ロジン変性樹脂、フェノール樹脂、テルペン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体樹脂、セルロースアセテートブチレート等の繊維系樹脂、ビニルトルエン−α−メチルスチレン共重合体樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上混合して用いてもよい。
本実施形態に係る記録用インク組成物はグリコールエーテル類を含有してもよい。グリコールエーテル類は、記録用インク組成物の濡れ拡がり性を向上させて、記録用インク組成物の定着性を向上させることができる。
ルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノイソヘキシルエーテル、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ヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノイソヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノイソヘキシルエーテル、エチレングリコールモノイソヘプチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソヘプチルエーテル、トリエチレングリコールモノイソヘプチルエーテル、エチレングリコールモノオクチルエーテル、エチレングリコールモノイソオクチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソオクチルエーテル、トリエチレングリコールモノイソオクチルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ−2−エチルペンチルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルペンチルエーテル、エチレングリコールモノ−2−メチルペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−2−メチルペンチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピ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、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、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。これらは、1種単独又は2種以上を混合して使用することができる。
本実施形態に係る記録用インク組成物は、ワックスを含有してもよい。ワックスは、記録された画像の表面に滑沢を付与する。これにより、画像の剥がれ・擦れ等の発生を抑制できるので、画像の定着性が向上する。
ピロリドン類は、記録用インク組成物の定着性を向上させる観点から用いることができる。ピロリドン類としては、例えばN−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、N−ブチル−2−ピロリドン、5−メチル−2−ピロリドン等が挙げられる。
界面活性剤は、記録媒体上に記録用インク組成物を均一に濡れ拡がらせる作用を備える。界面活性剤としては、特に限定されないが、ノニオン系界面活性剤であることが好ましい。ノニオン系界面活性剤の中でも、シリコーン系界面活性剤及び/又はアセチレングリコール系界面活性剤がより好ましい。一層好ましくは、シリコーン系界面活性剤とアセチレングリコール系界面活性剤を併用する場合である。
リエーテル変性オルガノシロキサン等が挙げられる。より詳しくは、BYK−306、BYK−307、BYK−333、BYK−341、BYK−345、BYK−346、BYK−347、BYK−348、BYK−349(以上商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製)、KF−351A、KF−352A、KF−353、KF−354L、KF−355A、KF−615A、KF−945、KF−640、KF−642、KF−643、KF−6020、X−22−4515、KF−6011、KF−6012、KF−6015、KF−6017(以上商品名、信越化学株式会社製)等が挙げられる。
pH調整剤としては、例えば、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、アンモニア、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等が挙げられる。
本実施形態に係る記録用インク組成物は、前述した成分を任意な順序で混合し、必要に応じて濾過等をして不純物を除去することにより得られる。各成分の混合方法としては、メカニカルスターラー、マグネチックスターラー等の撹拌装置を備えた容器に順次材料を添加して撹拌混合する方法が好適に用いられる。濾過方法としては、遠心濾過、フィルター濾過等を必要に応じて行なうことができる。
本実施形態に係る記録用インク組成物は、画像品質とインクジェット記録用インク組成物としての信頼性とのバランスの観点から、20℃における表面張力が20mN/m以上50mN/m以下であることが好ましく、20mN/m以上40mN/m以下であることがより好ましい。なお、表面張力の測定は、例えば、自動表面張力計CBVP−Z(商品名、協和界面科学株式会社製)を用いて、20℃の環境下で白金プレートをインク組成物で濡らしたときの表面張力を確認することにより測定することができる。
本実施形態に係る補助インク組成物は、インクジェット記録装置におけるインク流路の洗浄に用いられる。以下、本実施形態に係る補助インク組成物に含まれる成分について説明する。
本実施形態に係る補助インク組成物は、界面活性剤を含有することが好ましい。界面活性剤は、インク流路に対する補助インク組成物の濡れ性を高め、インク流路の洗浄性を高めることができる。また、界面活性剤は、補助インク組成物の表面張力を低下させて、インク流路内の記録用インク組成物や、沈降物に対する補助インク組成物の浸透性を高めることができる。これにより、インク流路の洗浄性を高めることができる。
面張力及びヘッドノズル面等のインク組成物と接触するプリンター部材との界面張力を適正に保つことができるため、これをインクジェット記録方式に適用した場合、吐出安定性を高めることができる。アセチレングリコール系界面活性剤として、例えばサーフィノール104、104E、104H、104A、104BC、104DPM、104PA、104PG−50、104S、420、440、465、485、SE、SE−F、504、61、DF37、CT111、CT121、CT131、CT136、TG、GA、DF−110D、82(以上全て商品名、Air Products and Chemicals. Inc.社製)、オルフィンB、Y、P、A、STG、SPC、E1004、E1010、PD−001、PD−002W、PD−003、PD−004、EXP.4001、EXP.4036、EXP.4051、AF−103、AF−104、AK−02、SK−14、AE−3(以上全て商品名、日信化学工業株式会社製)、アセチレノールE00、E00P、E40、E100(以上全て商品名、川研ファインケミカル株式会社製)等が挙げられる。
本実施形態に係る補助インク組成物は、標準沸点が180℃以上250℃以下のアルキ
ルポリオール類を含有してもよい。沸点が上記範囲内にあるアルキルポリオール類を添加することで、補助インク組成物の粘度の調整が容易になる点で好ましく用いることができる。また、インク流路を補助インク組成物で満たして、インクジェット記録装置を長期間保存する場合に、インク流路の乾燥を一層抑制できる。これにより、ノズルの目詰まりを低減させることができるので好ましい。
本実施形態に係る補助インク組成物は、色材を含有してもよい。補助インク組成物を着色させることで、出荷前にヘッドの正常吐出を検査するために用いられる検査インクとしても使用できる。これにより、出荷時にインク流路を再度補助インク組成物で置き換える等の煩雑な工程が省略できる。
上併用して用いることもできる。
本実施形態に係る補助インク組成物は、さらに、水、樹脂、グリコールエーテル類、pH調整剤、防腐剤・防かび剤、防錆剤、キレート化剤等を含有することができる。本実施形態に係るインク組成物は、これらの成分を含有していると、その特性がさらに向上する場合がある。これらの成分の具体例としては、記録用インク組成物で例示した成分と同様であるので、その記載を省略する。
本実施形態に係る補助インク組成物は、前述した成分を任意な順序で混合し、必要に応じて濾過等をして不純物を除去することにより得られる。各成分の混合方法としては、メカニカルスターラー、マグネチックスターラー等の撹拌装置を備えた容器に順次材料を添加して撹拌混合する方法が好適に用いられる。濾過方法としては、遠心濾過、フィルター濾過等を必要に応じて行なうことができる。
本実施形態に係る補助インク組成物は、インク流路における記録用インク組成物を洗い流しやすくなるという観点から、20℃における表面張力が15mN/m以上35mN/mであることが好ましく、15mN/m以上30mN/m以下であることがより好ましい。なお、表面張力の測定は、上記記録用インク組成物で示した方法と同様の方法で行うこ
とができる。
本実施形態に係る記録用インクは、インク流路を流通して、インクジェット記録用ヘッド(以下、単に「ヘッド」ともいう。)のノズルから液滴として吐出され、記録媒体上に付着する。このようにして、記録用インクからなる画像が記録媒体上に記録された記録物が得られる。
助インク組成物を個々に収容するインク収容部10と接続されている。記録用インク組成物および補助インク組成物は、公知の切り替え手段によって、各インクをヘッド2に供給可能な構成となっている。
本実施形態に係る洗浄方法は、上述のインクジェット記録装置のインク流路を洗浄する洗浄方法であって、当該インク流路に上述の補助インク組成物を流通させるものである。
以下、本発明を実施例および比較例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
4.1.1.金属酸化物分散液の調製
本発明による記録用インク組成物には、色材として金属酸化物である白色の酸化チタンを使用した。金属酸化物を記録用インク組成物に添加する際には、あらかじめ該金属酸化物を樹脂分散液で分散させた樹脂分散金属酸化物を用いて、これを水主体の金属酸化物分散液の形態で記録用インク組成物に含ませた。
上記「4.1.1.金属酸化物分散液の調製」で調製した金属酸化物分散液を用いて、表1に示す材料組成にて白色の記録用インク組成物1を得た。記録用インク組成物1は、表1に示す材料を容器内に入れ、マグネチックスターラーにて2時間攪拌混合した後、孔径5μmのメンブランフィルターにて濾過してゴミや粗大粒子等の不純物を除去することにより調製した。なお、表1中の数値は、全て質量%を示し、イオン交換水は記録用インク組成物の全質量が100質量%となるように添加した。
4.2.1.色材分散液の調製
本実施例で使用する補助インク組成物の一部に、色材として黒色顔料であるカーボンブラックを使用した。色材に顔料を用いて補助インク組成物を添加する際には、あらかじめ該色材を樹脂分散剤で分散させた顔料分散液を用い、これを水主体の顔料分散液の状態で補助インク組成物に含ませた。
表1に示す材料組成にて、材料組成の異なる補助インク組成物1〜7を得た。各補助インク組成物は、表1に示す材料を容器内に入れ、マグネチックスターラーにて2時間攪拌混合した後、孔径5μmのメンブランフィルターにて濾過してゴミや粗大粒子等の不純物を除去することにより調製した。なお、表1中の数値は、全て質量%を示し、イオン交換水は補助インク組成物の全質量が100質量%となるように添加した。
・JONCRYL352J(商品名、BASFジャパン株式会社製、スチレン−アクリル酸系共重合体エマルジョン)
・AQUACER515(商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製、ポリエチレンワックスエマルジョン)
・BYK−348(商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製、シリコーン系界面活性剤)
・サーフィノール DF−110D(商品名、Air Products and Chemicals. Inc.社製、アセチレングリコール系界面活性剤、HLB値:3)
4.3.1.洗浄性評価
本評価を行う際には、インクジェット記録方式のプリンターであるインクジェットプリンターPX−G930(商品名、セイコーエプソン株式会社製、ノズル解像度:180dpi)を用い、このプリンターのクリーニング用のヘッド吸引キャップに回転数を可変できるロータリーポンプを取り付ける改造を行い、評価に供した。また、本評価は20℃〜25℃/RH40%〜60%の条件下で行なった。
B:記録用インク組成物がわずかに混じっているが、ほとんど視認できない。
C:記録用インク組成物がやや多く混じっており、容易に視認できる。
D:記録用インク組成物が多く混じっており、ほとんど洗浄できない。
インクジェットプリンターPX−G930のヘッド内部に補助インク組成物1〜7を充填した。そして、ヘッドクリーニング動作を行うことにより、ヘッド内部の補助インク組成物を記録用インク組成物1に置換した。その後、そのままPETフィルム(商品名「PET50A PLシン」、リンテック株式会社製)上に記録して、記録物の吐出状況(ノズル抜け・曲がり等の状況確認)、及び記録物の混色を目視で観察することにより、補助インク組成物1〜7毎の記録用インク組成物1の再充填性を評価した。確認に用いた記録パターンとしては、再充填性の確認にはプリンタードライバーに付属しているヘッドノズルチェックパターンをそのまま用い、混色状況には横720dpi×縦720dpiの解像度で、100%dutyで記録できる塗り潰しパターンを作製してこれを用いた。
A:1回のヘッドクリーニング動作で、全てのノズルでノズル抜け・曲がり等の不具合がなく、記録用インク組成物が正常に吐出した。
B:2回〜5回のヘッドクリーニング動作で、全てのノズルでノズル抜け・曲がり等の不具合がなく、記録用インク組成物が正常に吐出した。
C:6回〜10回のヘッドクリーニング動作で、全てのノズルでノズル抜け・曲がり等の不具合がなく、記録用インク組成物が正常に吐出した。
D:ヘッドクリーニング動作を10回以上行っても、ノズル抜け・曲がり等の不具合があり、記録用インク組成物を正常に吐出できないノズルがあった。
A:補助インク組成物が全く混じっていない。
B:補助インク組成物がわずかに混じっているが、ほとんど視認できない。
C:補助インク組成物がやや多く混じっており、容易に視認できる。
D:補助インク組成物が多く混じっている、あるいはノズル抜け・曲がりが多く、ほとんど充填できていない。
以上の評価試験の結果を、表2に併せて示す。
。補助インク組成物5を用いて、プリンタードライバーに付属しているノズルチェックパターンをそのまま用いてPPC用紙に記録して、ノズルチェックしたところ、ノズルの吐出状況(すなわち、補助インク組成物5のヘッド内部への充填状況)が目視にて容易に確認できた。したがって、本発明の補助インク組成物に色材を少量(色材固形分換算で0.5質量%以下)添加することで、インクジェットプリンター用ヘッドの検査液としても好適に用いることができることが示された。
Claims (5)
- インク流路に供給して用いられ、第1の色材を含有する記録用インク組成物と、
前記インク流路の洗浄に用いられる補助インク組成物と、を含み、
前記記録用インク組成物の20℃における粘度をη1(mPa・s)、20℃における表面張力をγ1(mN/m)として、
前記補助インク組成物の20℃における粘度をη2(mPa・s)、20℃における表面張力をγ2(mN/m)とした場合に、
下記式(1)、(2)、(1−1)および(2−1)を同時に満たし、
η1≦η2 ・・・(1)
γ1≧γ2 ・・・(2)
0≦η 2 −η 1 ≦5 ・・・(1−1)
−5≦γ 2 −γ 1 ≦0 ・・・(2−1)
前記記録用インク組成物は、前記第1の色材として平均粒子径が200nm以上である金属酸化物を1質量%以上30質量%以下含有し、標準沸点が180℃以上250℃以下のアルキルポリオール類を8質量%以上25質量%以下の範囲で含有するとともに、標準沸点が280℃以上のアルキルポリオール類を0.5質量%以上含有せず、
前記補助インク組成物は、標準沸点が180℃以上250℃以下のアルキルポリオール類を20質量%以上50質量%以下含有するとともに、標準沸点が280℃以上のアルキルポリオール類を0.5質量%以上含有しない、
インクジェット用インクセットであって、
前記補助インク組成物は、第2の色材を前記補助インク組成物の全質量に対して0.01質量%以上0.5質量%以下含有する
ことを特徴とするインクジェット用インクセット。 - 請求項1において、
前記金属酸化物が白色系顔料であることを特徴とするインクジェット用インクセット。 - 請求項1または2において、
補助インク組成物は、一気圧下相当での凍結温度が−15℃以下であることを特徴とするインクジェット用インクセット。 - 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の記録用インク組成物と補助インク組成物とを含むインクジェット用インクセットを用いるインクジェット記録装置のインク流路を洗浄する洗浄方法であって、
前記インク流路に請求項1ないし3のいずれか1項に記載の前記インクジェット用インクセットの前記インク組成物を供給する工程と、
前記インク流路に請求項1ないし3のいずれか1項に記載の前記インクジェット用インクセットの前記補助インク組成物を流入させて、前記インク流路の前記インク組成物を前記補助インク組成物で置き換える工程と、
を有することを特徴とする洗浄方法。 - 請求項4において、
前記補助インク組成物を流入する際の流速が0.1ml/(秒・mm2)以上であることを特徴とする洗浄方法。
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