WO2007063720A1 - インクジェットインクの脱気方法およびインクジェットインクの製造方法およびインクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

　高粘度の顔料インクでありながら、インクの生産性、保存安定性、出射性、印刷時の粒状性に優れるインクジェットインクの脱気方法を提供することにある。少なくとも顔料を含有する、２５°Cにおける粘度が１０ｍＰａ秒以上５０ｍＰａ秒以下であるインクジェットインクに対して、外部還流型の中空糸脱気モジュールを使用して、脱気時の該中空糸脱気モジュールの圧力損失が０．１ＭＰａ未満の条件で脱気を行うことを特徴とするインクジェットインクの脱気方法。

Description

インクジェットインクの脱気方法およびインクジェットインクの製造方法およ

技術分野

[0001] 本発明は、インクジェットインクの脱気方法およびインクジェットインクの製造方法お よびインクジェットプリンタに関するものである。

背景技術

[0002] インクジェット方式による画像の印刷方法は、インクの微小液滴をインクジェット記録 ヘッドより飛翔させ、対象となる記録媒体に付着させて印刷を行う方法である。インク ジェット方式は、その機構が比較的簡便で、安価であり、かつ高精細で高品位な画 像を形成できることが利点である。

[0003] インクジェット記録方式としては、種々のタイプのものがあるが、近年主流であるオン デマンド型の記録方式は、ピエゾ素子を用いる 、わゆるピエゾ方式とサーマルジエツ トに分類される。その中で、ピエゾ方式を用いたインクジェット記録方式は、インク吐 出時に多数回加圧、減圧を繰り返す為、キヤビテーシヨンにより微小な気泡が発生し やすぐインク吐出時にドット抜け、着弾位置ずれ等の原因となり、粒状性等のプリン ト画質を劣化させることが知られて 、る。

[0004] 一般に、キヤビテーシヨンとは、ある温度の液体の圧力がその温度によって決まる蒸 気圧より低くなると液体が蒸発し、気泡となる物理現象である。その為、用いられるィ ンクジェットインクには、通常、脱気処理を施して、インクジェットインクに含まれる気体 量をできる限り少なくして、吐出時の気泡発生を防止している。脱気方法としては、特 許文献 1には真空相中で液を攪拌して脱気を行う方法が開示されて ヽる。しカゝしなが ら、この方法では染料インクのような溶解系のインクの脱気は問題なく行える力 顔料 インクのような分散系のインクに対しては、脱気中に液体中で発生する微細な泡が顔 料表面に付着して脱気処理により反ってキヤビテーシヨンの発生を促進することがあ つた。また特許文献 2にはインクを攪拌しながら沸騰させることにより脱気を行う方法 が開示されている。 [0005] し力しながら、この方法は多大な時間とエネルギーを消費するば力りでなぐ顔料ィ ンクでは分散して 、る顔料の一部が沸騰時に凝集するために、その後のインク保存 性に少な力 ず悪影響を及ぼすことが問題であった。さらに、特許文献 3では気体透 過性のあるチューブの内側にインクを流し、チューブの外側を減圧、真空にすること により脱気を行う方法が開示されている。この方法は、前記 2つの方法と異なり顔料ィ ンクに対しても有効に脱気が可能な方法である力 25°Cにおける粘度が lOmPa秒 以上の高粘度の顔料インクの脱気にっ 、ては、内径の数十ミクロンと!/、う細!、中空糸 (チューブ）〖こインクを流すときに大きな脱気時の圧力損失が生じ、高い圧力をインク にかける必要があった。この場合、脱気と前後して顔料インクに高い圧力が加わると 顔料同士が凝集を引き起こしインクの保存安定性に著しく悪影響を及ぼした。また、 甚だしい場合にはモジュールから出てきた直後のインクに分離が見られることもあり、 さらには、この高い圧力に耐えられるような中空糸モジュールはモジュールの大型化 、コストアップにつながるという問題もあった。

[0006] 脱気時の圧力損失を下げる方法としては中空糸の内径を大きくすることが考えられ るが、内径を大きくしてしまうと、モジュール体積当たりの比表面積が小さくなり、脱気 効率が著しく低下することになり生産効率を下げるという問題があった。

[0007] 以上のように、 25°Cにおける粘度が lOmPa秒以上 50mPa秒以下という高粘度の 顔料インクの脱気方法については、従来の方法では問題が多く特に工業的に大量 にインクを製造する際には大きな課題であった。

さらに、工業用途のインクジェットプリンタでは従来の家庭用のプリンタと比較にならな い程の吐出信頼性が求められる。つまり、工業用プリンタはノズル数が多ぐ生産性 向上のため吐出周波数も高い。この中でちょっとした液滴速度の変化やノズル欠は 画像の欠陥につながるために許されな 、。予め脱気してあるインクを流路に流して ヽ るだけでは、キヤビテーシヨンに対する信頼性には限界があり、インク流路中で脱気 を行い出射する記録方法な!/、しプリンタが必要となる。このような課題への対応方法 として、インクタンクとヘッドの間に内部還流型の中空糸脱気モジュールを配置してプ リンタ上で脱気を行うインクジェット記録装置の技術が開示されて (例えば、特許文献 4、 5参照。）いる。しかしながら、この場合においても粘度が lOmPa秒以上という高 粘度インクにおいては大きな脱気時の中空糸脱気モジュールの圧力損失が生じ、高 い圧力をインクにかける必要であり、大型の送液ポンプが必要になりプリンタの大型 ィ匕、高価格ィ匕が問題であった。

[0008] 一方で、微細なノズル力 微小な液滴を吐出させる方式であるが故に、綺麗に吐出 させるために、定期的なインクの吐捨てやノズルプレートのワイビング、更にはインク 流路中に残ったインクの排出などといった、所謂ヘッドメンテナンスが信頼性向上の ためには欠かせない。

[0009] 昨今、インクジェットの高速化に伴い、 1台のプリンタに搭載するノズルの数が飛躍 的に増えている。又、印字幅分の長さに亘り印刷解像度に相当するノズル密度を有 する、所謂ラインヘッドプリンタも登場している。例えば、 A4版長辺（297mm)を 600 dpi (dpiは 1インチ、即ち 2. 54cm当たりのドット数)で印刷するために必要なノズル の数は、 1色当たり 7, 016ノズルに達する。このノズル数の増加に伴い、メンテナンス で消費するインクの量が無視できない量になりつつある。更に、このようなプリンタは 工業用途に使用される場合が殆どであり、印刷コストの削減を厳しく求められ、印刷 に使用される以外の無駄なインクの減量が望まれて 、る。

[0010] そこで、ヘッドのメンテナンスでノズルキャップ内に排出されたインクを循環し、再び ヘッドに戻し吐出に使用する方法が開示されている（特許文献 6参照)。

[0011] 上記特許文献 6のように、ノズルカゝら排出され大気と触れたインクは、素早く給気が 起こる。このインクを吐出すると、前記のようなキヤビテーシヨンが発生し易くなり、吐出 の信頼性が著しく低下するという問題があった。

[0012] 又、インクジェットヘッドの手前でインクの循環経路を有し、循環経路の途中に脱気 装置を有するプリンタによりインクの脱気を完全にして、インク供給路内の気泡を取り 除き安定吐出させる技術が開示されている (特許文献 7参照)。しかしながら、ヘッド のメンテナンスでは、ノズルを通してインクを排出させることによるヘッドのインク室内 の気泡除去などが必要であり、ここで消費されるインクは棄ててしまうことが問題であ つた o

特許文献 1：特開平 6— 287494号公報

特許文献 2：特開平 9 59549号公報 特許文献 3：特開平 5— 17712号公報

特許文献 4:特開平 11— 42771号公報

特許文献 5：特開平 11—48491号公報

特許文献 6：特開平 5— 330073号公報

特許文献 7：特開平 11—42795号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0013] 本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、高粘度の水性顔料ィ ンクでありながら、インクの生産性、保存安定性、出射性、印刷時の粒状性に優れる インクジェットインクの脱気方法およびインクジェットインクの製造方法およびインクジ エツトプリンタを提供することにある。

課題を解決するための手段

[0014] 本発明の目的は、以下の構成を採ることにより達成される。 少なくとも顔料を含有する、 25°Cにおける粘度が lOmPa秒以上 50mPa秒以下であ るインクジェットインクに対して、外部還流型の中空糸脱気モジュールを使用して、脱 気時の該中空糸脱気モジュールの圧力損失が 0. IMPa未満の条件で脱気を行うこ とを特徴とするインクジェットインクの脱気方法。

2.

前記中空糸脱気モジュールの圧力損失が 0. 05MPa未満の条件で脱気を行うことを 特徴とする前記第 1項記載のインクジェットインクの脱気方法。

3.

前記インクジェットインクに含有される顔料が分散剤により分散されていることを特徴 とする前記第 1項又は第 2項記載のインクジヱットインクの脱気方法。

4.

前記インクジェットインクが、少なくとも、水、水溶性有機溶剤を含有する水性顔料ィ ンクであることを特徴とする前記第 1項〜第 3項の何れか 1項記載のインクジェットイン クの脱気方法。 前記インクジェットインクの表面張力が 25mN/m以上 38mN/m以下であることを特徴と する前記第 1項〜第 4項の何れか 1項記載のインクジェットインクの脱気方法。

6.

前記中空糸の外径が 150 μ m以上 250 μ m以下であり、かつ、内径が 50 μ m以上 180 m以下であることを特徴とする前記第 1項〜第 5項の何れ力 1項記載のインクジエツ トインクの脱気方法。

7.

前記中空糸の材質が 4-メチルペンテン- 1またはフッ素榭脂であることを特徴とする前 記第 1項〜第 6項の何れか 1項記載のインクジェットインクの脱気方法。

8.

前記第 1項〜第 7項の何れか 1項記載のインクジェットインクの脱気方法による脱気 工程を有することを特徴とするインクジェットインクの製造方法。

9.

インクタンクからヘッドまでのインク経路を有するインクジェットプリンタにおいて、 前記インク経路の途中に前記第 1項〜第 7項の何れか 1項記載のインクジェットインク の脱気方法による脱気工程を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。

10.

ヘッドから排出されたインクジェットインクを再びヘッドに戻すインク循環経路を有する インクジェットプリンタにおいて、

前記インク循環経路の途中に、前記第 1項〜第 7項の何れか 1項記載のインクジエツ トインクの脱気方法による脱気工程を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。 11.

前記ヘッドがラインヘッドであることを特徴とする前記第 9項又は第 10項記載のインク ジェットプリンタ。

発明の効果

本発明により、高粘度の顔料インクでありながら、インクの生産性、保存安定性、出 射性、印刷時の粒状性に優れるインクジェットインクの脱気方法およびインクジェット インクの製造方法およびインクジェットプリンタを提供することができる。 図面の簡単な説明

[0016] [図 1]脱気モジュールの構成模式図。

[図 2]脱気時の脱気モジュールの配置図。

[図 3]本発明のインクタンク力もヘッドまでの構成例を示す図である。

[図 4]本発明のインク循環経路の 1例を示す概略図である。

[図 5]各種ヘッドの例を示す概略図である。

符号の説明

[0017] 1 中空糸

2 インク人り口

3 インク出口

4 真空ポンプ

5 インク

6 中空膜

発明を実施するための最良の形態

[0018] 以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

[0019] まず、図 1を用いて、本発明に係る脱気方法について説明する。

本発明のインクジェットインクの脱気方法は、少なくとも顔料を含有する、 25°Cにおけ る粘度が lOmPa秒以上 50mPa秒以下であるインクジェットインクに対して、外部還 流型の中空糸脱気モジュールを使用して、脱気時の該中空糸脱気モジュールの圧 力損失が 0. IMPa未満の条件で脱気を行うことを特徴とする。

[0020] 〔外部還流型の中空糸脱気モジュール〕

本発明の脱気方法に使用する外部還流型の中空糸を用いた脱気モジュール 10と は図 1に模式図を示すとおりの構成を有する。

[0021] 図 1 (ィ）の示す、インク入り口 2より中空糸の外側にインク 5を流し、中空糸 1の内側 を減圧、真空にすることにより脱気を行うものである。粘度の高いインクは太い流路を 流し、細い中空糸の中を減圧、真空とすることにより、脱気時の圧力損失が小さいま ま、且つ効率を落とさずに脱気することが可能であり、顔料インクの分散安定性を損 ねること無く効率的に脱気を行うことが可能である。ここにおいて、 3はインク出口、 4 は真空ポンプである。このような外部還流型の中空糸脱気モジュールとしては市販の ものが利用可能であり、例えば、大日本インキ化学工業 (株） SEPAREL EF-002 A— P、 SEPARELEF— 004Pが挙げられる。図 1 (口）は、インク 5中の溶存空気等 が中空膜 6を通過して、減圧されて ヽる中空糸 1内に移ってくる様子を模式ィ匕して示 している。また、図 1 (ハ）は、 3本の中空糸の長さ方向に垂直な方向の断面を模式ィ匕 して示している。

[0022] これに対して従来広く用いられてきた中空糸型の脱気モジュールは、内部還流型 の中空

糸脱気モジュールと呼ばれ、内径 100 μ m力ら 200 μ mである中空糸の内部にイン クを流し、中空糸の外側を減圧'真空にすることにより脱気を行う。この内部還流型中 空糸脱気モジュールを使用して粘度が lOmPa ·秒以上 50mPa ·秒以下である顔料 インクを脱気した時にインク保存性が脱気前に比較して著しく低下する現象が生じた

[0023] そこで本発明者は、脱気と前後して顔料インクに高い圧力が加わった場合に顔料 同士が凝集を引き起こしインクの保存安定性や出射安定性に著しく悪影響を及ぼす ことに気が付いた。この凝集は単純にインクに圧力を印加するだけでは生じず、原因 については十分な解析が行われていないが、脱気膜の場所で圧力が掛カ た際に 発生するものである。さらに、凝集が発生する圧力はインクの種類により差があるが、 概ね 0. 2MPaが境界になることが分力つた。これより脱気時の中空糸脱気モジユー ルの圧力損失は 0. IMPa未満とする必要がある。さらには 0. 05MPa未満で運転す ることがより好まし!/、。

[0024] 本発明における脱気時の中空糸脱気モジュールの圧力損失とは、中空糸脱気モ ジュールの入口に力かる圧力を意味し、中空糸脱気モジュールの上流側に挿入した 圧力計で測定できる。

[0025] このように、脱気時の中空糸脱気モジュールの圧力損失が低 、条件下で脱気処理 を実施し、且つ生産性を低下させず、インク性能を劣化させない方法として、外部還 流型の中空糸脱気モジュールを使用することが非常に好まし 、ことを突き止め本発 明に至った。

[0026] 図 1 (ハ）に戻って、中空糸の外径 61が 150 μ m以上 250 μ m以下であり、かつ、内径 62力 0 μ m以上 180 μ m以下であることが好ましい。中空糸の外径 61が 150 μ m未満 であると強度的に作製が難しくなる。一方、中空糸の外径 61が 250 mを超えた場合 は、中空糸の比表面積が小さくなり、脱気効率が低下する。また、内径 62が 未 満であると脱気効率が低下する。一方、内径 62が 180 /z mを超えた場合は、強度的 に作製が難しくなる。なお、中空糸の肉厚は、強度的な観点から、 以上とする ことが好ましい。

ここで、径とは、断面円形の場合は直径を指し、断面形状が円形でない場合、断面 積を同じ面積の円形に置き換えた場合の直径とする。断面を電子顕微鏡で観察する こと〖こより柳』定できる。

[0027] なお、図 1 (ハ）においては、便宜上、中空糸が 3個分についての構成しか図示され ていないが、本実施形態の外部還流型の中空糸脱気モジュールは、図 1 (ィ）に示す ように多数の中空糸が配置された構成になっている。ここで、本発明において、中空 糸脱気モジュールの中空糸の数は、いくつでも良ぐ本実施形態に限定されるもので はない。また、

中空糸を複数有する場合は、全ての中空糸の内径、外径が前述の範囲に収まるよう にすることが好ましい。

[0028] 中空糸の材質としては各種樹脂が用いられる力 特にポリー4ーメチルペンテン 1 榭脂、あるいはポリテトラフルォロエチレン榭脂は大量のインクを処理に対しても脱気 性能が衰えにくいこと、インク中に含有する界面活性剤や分散剤が中空糸外面に付 着しに《インクの成分が変化し難いことがわ力つた。

[0029] 本発明における脱気度は溶存酸素濃度により測定することが可能である。溶存酸 素濃度を測定する方法としては、例えば、ォストワルド法 (実験化学講座 1基本操作 [ 1]、 241頁、 1975年、丸善 参照）や、マススペクトル法で測定する方法、ガルバ二 電池型やポーラログラフ型などの簡便な酸素濃度計や比色分析法を用いて測定す ることができる。また、溶存酸素濃度は市販の溶存酸素濃度計 (東亜電波工業 (株） 製 DO— 30A型)を用いても、簡便に測定することができる。 [0030] 本発明の脱気方法におけるインクの脱気度としては、キヤビテーシヨンの発生を防 止し、印刷時の粒状性の点から溶存酸素濃度で 4ppm以下が好ましぐ 2ppm以下 力 Sさらに好ましい。

[0031] 本発明の脱気方法により脱気されるインクは、少なくとも、顔料を含有する、 25°Cに おける粘度が lOmPa秒以上 50mPa秒以下である顔料インクであれば如何なるイン クでも構わないが、少なくとも、水、顔料、水溶性有機溶剤を含有する水性顔料インク であることが好ましい。水系インクは、出射に対して特に精密な脱気が要求されるた め、本発明の効果がより顕著に発揮される。

[0032] 本発明の顔料インクでは、 UV架橋型の顔料インクも好ましく用いられる。

[0033] 以下に、カチオン重合タイプの UV架橋型の顔料インクの例を示す。

[0034] 本発明のカチオン重合性組成物は、少なくともカチオン重合性ィ匕合物及びカチォ ン重合開始剤を含有する。

[0035] 本発明で用いることのできるカチオン重合性ィ匕合物としては、特に制限はなぐ例 えば、カチオン重合性ビニル化合物、ラタトン類、環状エーテル類などが挙げられる。 カチオン重合性ビ-ルイ匕合物としては、スチレン、ビニールエーテルなどが挙げられ る。環状エーテル類としては、エポキシィ匕合物、ォキセタンィ匕合物のほ力、スピロオル ソエステル類、ビシクロオルソエステル類、環状カーボナート類などが挙げられる。

[0036] 本発明で用いることのできるエポキシィ匕合物は、下記一般式（1)で示される三員環 であるォキシラン基を有する化合物を意味し、芳香族エポキシ化合物及び脂環式ェ ポキシィ匕合物などが包含される。

[0037] [化 1]

-般式 (1 )

o

ヽハ /

一 Cヽ

[0038] 本発明で用いることのできるォキセタンィ匕合物は、下記一般式（2)で示される四員 環エーテルであるォキセタン環を有する化合物を意味する。

[0039] [化 2] —般式 (2)

— c-o

— c— c—

[0040] 本発明のカチオン重合性組成物にぉ 、て、好まし 、カチオン重合性ィ匕合物は、力 チオンの作用により開環重合する環状エーテル類であり、さらに好ましくは、脂環式 エポキシィ匕合物及びォキセタンィ匕合物である。特には、硬化性に優れていることから 、脂環式エポキシィ匕合物とォキセタンィ匕合物とを混合して使用することが好ましい。こ の場合、脂環式エポキシィ匕合物とォキセタンィ匕合物の混合比率 (脂環式エポキシィ匕 合物 Zォキセタン化合物）は、質量比で 5Z95〜95Z5、好ましくは 10Z90〜70Z 30である。ォキセタンィ匕合物の量が少な過ぎると、硬化物の屈曲性低下、耐溶剤性 低下の傾向を生じ、反面、ォキセタン化合物の量が多過ぎると、高湿環境下での硬 化不良を引き起こす。

[0041] 本発明のカチオン重合性組成物にぉ 、て、好ま 、ォキセタンィ匕合物としては、例 えば、 3 ェチルー 3 ヒドロキシメチルォキセタン、 1, 4ビス { [ (3 ェチルー 3—ォ キセタ -ル)メトキシ]メチル }ベンゼン、 3—ェチルー 3—（フエノキシメチル）ォキセタ ン、 3 ェチルー 3—（2 ェチルへキシロキシメチル）ォキセタンおよびジ [1ーェチ ル（3—ォキセタ -ル） ]メチルエーテルなどのォキセタン類が挙げられる。

[0042] また、好ましい脂環式エポキシィ匕合物としては、例えば、 3, 4 エポキシシクロへキ シルメチルー 3' , 4' —エポキシシクロへキサンカルボキシレート（例えば、商品名 UVR6105, UVR6110および CELLOXIDE2021等の市販品）、ビス（3, 4 ェポ キシシクロへキシルメチル）アジペート（例えば、商品名 UVR6128の市販品）、ビ- ルシクロへキセンモノェポキサイド（例えば、商品名 CELOXIDE2000の市販品）、 ε一力プロラタトン変性 3, 4—エポキシシクロへキシルメチル 3^ , 4' エポキシシ クロへキサンカルボキシレート（例えば、商品名 CELOXIDE2081の市販品）、 1—メ チルー ₄一 （₂一メチルォキシラ-ル）一 7ーォキサビシクロ [4, 1, 0]ヘプタン（例え ば、商品名 CELOXIDE3000の市販品）などの脂環式エポキシ榭脂が挙げられる。 上記の UVR6105、 UVR6110及び UVR6128の商品名を有する市販品は、いず れもユニオンカーバイト社から入手できる。上記 CELOXIDE2000、 CELLOXIDE 2021、 CELOXIDE 2081および CELOXIDE 3000の商品名を有する巿販品は、 いずれもダイセル化学株式会社から入手できる。なお、 UVR6105は UVR6110の 低粘度品である。

[0043] また、カチオン重合性ィ匕合物の他の具体例は、特開平 8— 143806号公報、特開 平 8— 283320号公報、特開 2000— 186079号公報、特開 2000— 327672号公 報などにさらに詳細に記載されており、そこに例示されて!、る化合物から適宜選択し て、用いることちでさる。

[0044] 本発明で用いることのできるカチオン重合開始剤としては、公知のスルホ -ゥム塩、 アンモ-ゥム塩などの他、ジァリールョードニゥム塩、トリアリールスルホ -ゥム塩など が挙げられ、例えば、特開平 8— 143806号公報、特開平 8— 283320号公報などに 記載のものから適宜選択して使用することができる。また、カチオン重合開始剤は、 市販品をそのまま使用することができ、市販品の代表例として、例えば、商品名 CI— 1370、 CI— 2064、 CI— 2397、 CI— 2624、 CI— 2639、 CI— 2734、 CI— 2758、 CI 2823、 CI— 2855および CI— 5102等の市販品（以上、日本曹達株式会社製） 、商品名 PHOTOINITIATOR2047等の市販品（ローディア社製）、商品名 UVI— 6974、 UVI— 6990等の市販品（以上、ユニオンカーバイト社製)などを挙げることが できる。

[0045] 本発明のカチオン重合性組成物において、カチオン重合開始剤の使用量は、その 種類、使用されるカチオン重合性ィ匕合物の種類および使用比、使用条件などによつ て異なるが、実用上、カチオン重合性組成物中のカチオン重合性ィ匕合物 100質量 部に対して、通常は、 0. 1〜20質量部、好ましくは 1〜： L0質量部、更に好ましくは 3 〜5質量部とされる。カチオン重合開始剤が上記の範囲を超える場合には、速やか に重合は進行するが保存安定性が損なわれやすくなり、逆の上記の範囲未満である 場合には、硬化性が低下する。

[0046] 本発明にお 、て、カチオン重合性組成物中に含まれるカチオン型不純物、金属不 純物および強酸性物質の総量は 500ppm以下であることが特徴である力 好ましく は Oppmを含む lOOppm以下である。

[0047] これらの不純物は、カチオン重合性組成物を調製する際に、カチオン重合性化合 物ゃカチオン重合開始剤、あるいはその他の添加剤等力 持ち込まれる。これら不 純物が 500ppmを越えると、保存安定性が損なわれる。

[0048] 上記カチオン型不純物または金属不純物としては、 B、 F、 Na、 Mg、 Al、 P、 S、 CI 、 K、 Ca、 Cu、 Br、 Ag、 Sn、 Sb、 As、 W等を挙げることができる。

[0049] また、強酸性物質としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、 p—トルエンスルホ ン酸、ベンゼンスノレホン酸、ナフタレンスノレホン酸、メタンスノレホン酸、エタンスノレホン 酸、トリフルォロメタンスルホン酸、 A1C13、 AlBr3、 FeC13、 BC13、 BBr3、 BF3 -OEt2 、 BF3、 SbF5、 PF5、 ZnC12、 TiC14等が挙げられる。

[0050] 本発明にお 、ては、不純物としてのカチオン型不純物、金属不純物、強酸性物質 は、カチオン重合性ィ匕合物、カチオン重合開始剤、カチオン重合性組成物のいずれ 力 1つを、塩基性吸着剤による吸着処理、カラムクロマトグラフィー（シリカゲルカラム クロマトグラフィーなど)、活性炭処理、晶析ゃ再結晶等の分離精製手段による処理 を施すことにより、総含有量が 500ppm以下である本発明のカチオン重合性組成物 を得ることができる。

[0051] 特に、強酸性物質については、上記精製手段の中でも、塩基性吸着剤による吸着 処理及びカラムクロマトグラフィーによる分離処理を施すことが好ましい。塩基性吸着 剤としては、例えば、商品名「キヨ一ワード」等の塩基性無機吸着剤（例えば、ノ、イド口 タルサイトなど)を使用できる。塩基性吸着剤の使用量は、強酸性物質の種類や含有 量により適宜選択できる力 通常、処理に供する化合物 100質量部に対して、 1〜20 0質量部程度である。塩基性吸着剤による吸着処理は、処理に供する化合物を溶解 可能な溶媒び溶解して行われる。処理温度は、例えば、 10〜100°C程度である。処 理は、バッチ式、連続式、流動床方式、充填塔方式等の慣用の方法により行うことが できる。

[0052] なお、これら不純物の含有量は、高速液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィ 一、元素分析、原子吸光分析、赤外線吸収スペクトル法、 NMRスペクトル法、質量 分析法、滴定分析等の公知の分析手段により求めることができる。 [0053] 本発明において、カチオン重合性組成物中の水の含有量は、カチオン重合性化合 物の種類および含有量比、カチオン重合開始剤の種類および含有量比、保存条件 、硬化条件などによって異なるが、カチオン重合性組成物全質量に対して、 1質量％ 以上であることが好ましくは、より好ましくは 2質量％以上である。水の含有量が不足 するとカチオン重合性ィ匕合物の保存安定性を十分に向上させることができない。

[0054] また、本発明においては、カチオン重合性組成物中に水を過剰に添加することを 妨げるものではな 、が、水はカチオン重合性ィ匕合物中に溶解して 、ることが好ま Uヽ 。従って、水の含有量の上限は、通常、カチオン重合性糸且成物に溶解する水の量に より決定され、一概に特定することはできないが、カチオン重合性組成物全量に対し て、実用上、通常は 10質量％以下、好ましくは 6質量％以下、さらに好ましくは 4質量 %以下とされる。水の添加量は、保存及び硬化時などにおける蒸発などによる損耗 量を考慮して決定されるが、水の含有量が過剰になるとカチオン重合性ィ匕合物の硬 化に長時間を要することになり、また、低温環境下で水が析出することがある。

[0055] 更に、本発明においては、カチオン重合性組成物中に水蒸発防止剤を含有するこ とが好ましい。カチオン重合性組成物中に含有された水は、保存中の蒸発により損 耗し、時間の経過に伴ってカチオン重合性組成物の保存安定性が低下する傾向に ある。しかし、水蒸発防止剤を併用することにより、水の蒸発が防止されるため、カチ オン重合性組成物の保存安定性を長期にわたり持続させることができる。水蒸発防 止剤の使用は、カチオン重合性組成物を密閉系で保存する場合のみならず、とりわ け、インク用ビヒクルなどのように開放系で保存される場合に好ましい。本発明で用い ることのできる水蒸発防止剤として、例えば、エチレングリコール、トリエチレングリコー ル、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ポリエチレングリコール（分子量 20 0〜600)、グリセリン、ソルビトール、乳酸ナトリウム、 2—ピロリドン— 5—カルボン酸 ナトリウム、ヒアルロン酸ナトリウム、およびその他のアルコール類、糖類、グリコールェ 一テル類などの保湿作用を有する物質を使用することができる。

[0056] 本発明に係る水蒸発防止剤の使用量は、カチオン重合性化合物の種類、水蒸発 防止剤の種類、保存状態、所望の保存期間などによって適宜調節することができる 力 カチオン重合性組成物中に含有された水に対して、通常は 10〜200質量％、好 ましくは 50〜： LOO質量％とされる。

[0057] 本発明のカチオン重合性組成物の粘度は、カチオン重合性組成物の用途に応じ て、カチオン重合性ィ匕合物の分子量や組み合わせを選択することにより適宜調節で きる。とりわけ、本発明のカチオン重合性組成物を、業務用インクジェットプリンタの紫 外線硬化型インク用のビヒクルとして用いる場合には、 23°Cにおける粘度が 5〜50m Pa · s、好ましくは 10〜30mPa · sとなるように調整される。

[0058] 本発明のカチオン重合性組成物は、常法の如く紫外線、 X線、電子線などの活性 エネルギー線や加熱により重合反応を開始させて硬化させることができる。なお、本 発明のカチオン重合性組成物には、所望により、顔料、染料、増感剤、難燃剤およ び静電防止剤などの各種添加剤を添加することができ、例えば、インク、ビヒクル、艷 出しワニス、塗料、接着剤、プリプレダ、封止材料、積層板および成形材料などに好 適に使用される。。

[0059] 本発明の脱気方法により脱気されるインクの表面張力としては、如何なる表面張力 のィ

ンクでも構わないが 25°Cにおいて 25〜38mN/mであることが好ましぐより好ましく は 25〜 35mNZmであり、更に好ましくは 30〜 35mN/mである。

[0060] 〔顔料〕

本発明の脱気方法により脱気されるインクにおいて使用できる顔料としては、従来 公知のものを特に制限なく使用でき、水分散性顔料、溶剤分散性顔料等何れも使用 可能である。

[0061] 例えば、不溶性顔料、レーキ顔料等の有機顔料及び、カーボンブラック等の無機 顔料を好ましく用いることができる。この顔料は、インク中で分散された状態で存在さ せ、この分散の方式としては、自己分散、界面活性剤を用いた分散、ポリマー分散、 マイクロカプセル分散の何れでも良いが、ポリマー分散、マイクロカプセル分散が定 着性の点力も特に好ま 、。

[0062] 不溶性顔料としては、特に限定するものではな 、が、例えば、ァゾ、ァゾメチン、メ チン、ジフエ二ノレメタン、トリフエ二ノレメタン、キナクリドン、アントラキノン、ペリレン、イン ジゴ、キノフタロン、イソインドリノン、イソインドリン、ァジン、才キサジン、チアジン、ジ ォキサジン、チアゾール、フタロシアニン、ジケトピロロピロール等が好ましい。

[0063] 好ましく用いることのできる具体的顔料としては、以下の顔料が挙げられる。

[0064] マゼンタまたはレッド用の顔料としては、例えば、 C. I.ビグメントレッド 2、 C. I.ビグ メントレッド 3、 C. I.ビグメントレッド 5、 C. I.ビグメントレッド 6、 C. I.ビグメントレッド 7 、 C. I.ビグメントレッド 15、 C. I.ビグメントレッド 16、 C. I.ビグメントレッド 48 : 1、 C. I.ビグメントレッド 53 : 1、 C. I.ビグメントレッド 57 : 1、 C. I.ビグメントレッド 122、 C. I .ビグメン卜レッド 123、 C. I.ビグメン卜レッド 139、 C. I.ビグメン卜レッド 144、 C. I.ピ グメン卜レッド 149、 C. I.ビグメン卜レッド 166、 C. I.ビグメン卜レッド 177、 C. I.ピグメ ン卜レッド 178、 C. I.ビグメン卜レッド 202、 C. I.ビグメン卜レッド 222、 C. I.ビグメン卜 バイオレット 19等が挙げられる。

[0065] オレンジまたはイェロー用の顔料としては、例えば、 C. I.ビグメントオレンジ 31、 C . I.ビグメントオレンジ 43、 C. I.ビグメントイエロー 12、 C. I.ビグメントイエロー 13、 C. I.ビグメントイエロー 14、 C. I.ビグメントイエロー 15、 C. I.ビグメントイエロー 15 : 3、 C. I.ビグメントイエロー 17、 C. I.ビグメントイエロー 74、 C. I.ビグメントイエロ 一 93、 C. I.ビグメントイエロー 128、 C. I.ビグメントイエロー 94、 C. I.ビグメントイ エロー 138等が挙げられる。

[0066] グリーンまたはシアン用の顔料としては、例えば、 C. I.ビグメントブルー 15、 C. I. ビグメントブルー 15 : 2、 C. I.ビグメントブルー 15 : 3、 C. I.ビグメントブルー 16、 C. I.ビグメントブルー 60、 C. I.ビグメントグリーン 7等が挙げられる。

[0067] また、ブラック用の顔料としては、例えば、 C. I.ビグメントブラック 1、 C. I.ビグメント ブラック 6、 C. I.ビグメントブラック 7等が挙げられる。

[0068] 本発明の脱気方法により脱気されるインクに含有する顔料の分散状態の平均粒子 径は、 50nm以上、 200nm未満であることが好ましい。顔料分散体の平均粒子径が 50nm未満あるいは 200nm以上では顔料分散体の安定性が悪くなりやすぐインク の保存安定性が劣化しやすくなる。

[0069] 顔料分散体の粒子径測定は、動的光散乱法、電気泳動法等を用いた市販の粒径 測定機器により求めることが出来るが、動的光散乱法による測定が簡便でこの粒子 径領域の精度が良く多用される。 [0070] 〔顔料の分散方法、分散剤〕

本発明の脱気方法により脱気されるインクで用いられる顔料は、分散剤及びその他 所望する諸目的に応じて必要な添加物と共に分散機により分散して用いることが好 ましい。分散機としては従来公知のボールミル、サンドミル、ラインミル、高圧ホモジナ ィザ一等が使用できる。中でもサンドミルによる分散により製造されるインクの粒度分 布がシャープであり好ましい。また、サンドミル分散に使用するビーズの材質はビーズ 破片やイオン成分のコンタミネーシヨンの点から、ジルコ-ァまたはジルコンが好まし い。さらに、このビーズ径としては 0. 3mm〜3mmが好ましい。

[0071] 本発明の脱気方法により脱気されるインクでは、上記分散において高分子分散剤 を用いることが好ましい。

[0072] 本発明でいう高分子分散剤とは、分子量が 5000以上、 200000以下の高分子成 分を有する。高分子分散剤の種類としては、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタ レン誘導体、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、ィタコン 酸、ィタコン酸誘導体、フマル酸、フマル酸誘導体から選ばれた 2種以上の単量体か らなるブロック共重合体、ランダム共重合体およびこれらの塩、ポリオキシアルキレン 、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル等を挙げることができる。

[0073] 酸性の高分子分散剤の場合、中和塩基で中和して添加することが好ま 、。ここで 中和塩基は特に限定されないが、アンモニア、モノエタノールァミン、ジエタノールァ ミン、トリエタノールァミン、モルホリン等の有機塩基であることが好ましい。

[0074] また、本発明において、高分子分散剤の添加量としては、顔料に対し 10〜： LOO質 量％であることが好まし!/、。

[0075] 〔使用可能な溶媒〕

本発明の脱気方法により脱気されるインクに使用される溶媒として好ましく用いられ る水溶性有機溶剤の例としては、例えば、アルコール類 (例えば、メタノール、ェタノ ール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、セカンダリーブタ ノーノレ、ターシャリーブタノ一ノレ、ペンタノ一ノレ、へキサノーノレ、シクロへキサノーノレ、 ベンジルアルコール等）、多価アルコール類（例えば、エチレングリコール、ジェチレ ングリコール、トリエチレングリコール、ポ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、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコーノレ、へキサンジォ ール、ペンタンジオール、グリセリン、へキサントリオール、チォジグリコール、 1, 3— プロパンジオール、 1, 4 ブタンジオール、 1, 5 ペンタンジオール、 1, 2 ペンタ ンジオール、 1, 2 へキサンジオール、 1, 2, 6 へキサントリオール等）、多価アル コールアルキルエーテル類、アミン類（例えば、エタノールァミン、ジエタノールァミン 、トリエタノールァミン、 N—メチルジェタノールァミン、 N ェチルジェタノールァミン 、モルホリン、 N ェチルモルホリン、エチレンジァミン、ジエチレンジァミン、トリェチ レンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンィミン、ペンタメチルジェチレン トリアミン、テトラメチルプロピレンジァミン等）、アミド類 (例えば、ホルムアミド、 N, N ージメチルホルムアミド、 N, N ジメチルァセトアミド等）、複素環類 (例えば、 2—ピ 口リドン、 N—メチル 2—ピロリドン、シクロへキシルピロリドン、 2—ォキサゾリドン等） 、スルホキシド類（例えば、ジメチルスルホキシド等）、スルホン類（例えば、スルホラン 等）、尿素、ァセトニトリル、アセトン等が挙げられる。

[0076] さらに、本発明の脱気方法により脱気されるインクでは、水溶性有機溶剤のうち最も 多く含有する水溶性有機溶剤の SP値が 16. 5以上 24. 6未満であり、さら〖こ該 SP値 力 5以上 24. 6未満の水溶性有機溶剤の含有量が、全インク質量の 30質量％ 以上である溶剤組成にすることが好ま 、。この溶剤組成は水よりも疎水性の高 、水 溶性有機溶剤を多く含有することからインク全体の溶解度が高ぐ結果として連続出 射時のキヤビテーシヨン発生が起こりにく 、。

[0077] 本発明で ヽぅ溶剤の溶解度パラメーター（SP値）とは、分子凝集エネルギーの平方 根で表される値で、 R. F. Fedors, Polymer Engineering Science, 14, p 147 (1974)に記載の方法で計算することができる。単位は（MPa) ^1/2であり、 25°Cに おける値を指す。

[0078] 以下、 SP値が 16. 5以上 24. 6未満に該当する水溶性有機溶剤の例をカツコ内の

SP値と共に示す。いうまでもなく本発明はこれに限定されるものではない。

[0079] エチレングリコールモノメチルエーテル（24. 5)

エチレングリコールモノェチルエーテル（23. 5)

エチレングリコールモノブチルエーテル（22. 1) エチレングリコールモノイソプロピルエーテル（22. 3)

ジエチレングリコールモノメチルエーテル（23. 0)

ジエチレングリコールモノェチルエーテル（22. 4)

ジエチレングリコールモノブチルエーテル（21. 5)

ジエチレングリコーノレジェチノレエーテノレ（16. 8)

トリエチレングリコールモノメチルエーテル（22. 1)

トリエチレングリコールモノェチルエーテル（21. 7)

トリエチレングリコールモノブチルエーテル（21. 1)

プロピレングリコールモノメチルエーテル（23. 0)

プロピレングリコールモノフエニルエーテル (24. 2)

ジプロピレングリコールモノメチルエーテル（21. 3)

トリプロピレングリコールモノメチルエーテル（20. 4)

3—ジメチルー 2—イミダゾリジノン（21. 8)

〔各種の添加剤〕

本発明の脱気方法により脱気されるインクでは、上記説明した以外に、必要に応じ て、出射安定性、プリントヘッドやインクカートリッジ適合性、保存安定性、画像保存 性、その他の諸性能向上の目的に応じて、公知の各種添加剤、例えば、多糖類、粘 度調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤 、防ばい剤、防鲭剤等を適宜選択して用いることができ、例えば、流動パラフィン、ジ ォクチルフタレート、トリクレジルホスフェート、シリコンオイル等の油滴微粒子、特開 昭 57— 74193号、同 57— 87988号及び同 62— 261476号に記載の紫外線吸収 剤、特開昭 57— 74192号、同 57— 87 号、同 60— 72785号、同 61— 146591 号、特開平 1— 95091号及び同 3— 13376号等に記載されている退色防止剤、特 開昭 59— 42993号、同 59— 52689号、同 62— 280069号、同 61— 242871号及 び特開平 4— 219266号等に記載されている蛍光増白剤等を挙げることができる。

[0080] 以上が、本発明に係るインクジェットインクの脱気方法の実施形態の例である。

[0081] 続、て、本発明に係るインクジェットインクの脱気方法による脱気工程を有するイン クジェットインクの製造方法について、実施形態を以下に示す。 [0082] 脱気時の配置としては図 2のようになる。図 1に示した脱気モジュール 10の上流側 に加圧ポンプ (送液ポンプ)を配置し、中空糸内部と真空ポンプ 4を接続するのが基 本である。また、脱気モジュールの上流側、下流側のいずれかあるいはどちらか一方 にフィルターを配置することも好まし 、。この時のフィルタ一としては洗浄が可能なよう に金属フィルターを好ましく用いることが出来る。

[0083] さらに、インクタンク内のインク 5を 1回だけ脱気モジュールを通過させて脱気を行う 1パス脱気が生産効率の点から好ましぐこのために必要な膜面積を有する脱気モジ ユールを選定することが好ましい。しかし、脱気モジュールを 2段に配置して脱気を行 う方法、同じ脱気モジュールに対して複数回通す方法、同じ脱気モジュールを循環 させて目的の脱気レベルまで処理する方法を実施することも可能である。

[0084] 本発明に係るインクジェットインクの脱気方法による脱気工程を有するインクジェット インクの製造方法により、高粘度の顔料インクでありながら、インクの生産性、保存安 定性、出射性、印刷時の粒状性に優れるインクジヱットインクの製造方法を提供する ことができる。

[0085] 続ヽて、本発明に係るインクジェットインクの脱気方法による脱気工程を備えたイン クジェットプリンタについて、幾つかの実施形態を以下に示す。

[0086] 本実施形態で用いられるインクタンクに貯蔵されるインクの製造方法は特に限定さ れな ヽが、前述の実施形態に示したインクジェットインクの製造方法で製造されたィ ンクであることが好ましい。

インクタンクからヘッド (インクジェットヘッド）までのインク経路を有するインクジェットプ リンタにおいて、

前記インク経路の途中に前述の本発明のインクジェットインクの脱気方法による脱気 工程を有するインクジェットプリンタについて説明する。

[0087] 脱気モジュールはインクタンク力もヘッドまでの間であればどこに配置されても構わ ないが、インク流路には細い榭脂配管やジョイント部など給気箇所が多いため、出来 るだけヘッドに近 、場所が好ま 、。インクタンク力もヘッドまでの構成例を図 3に示 す力 S、本発明の構成はこれに限定されるものではない。

[0088] 図 3において、インクタンク 8に充填されているインク 5は、送液ポンプ 9によりヘッド 1 2に送られる力 その間に、フィルター 100を経て、真空ポンプ 4に接続された、図 1に 示した中空糸脱気モジュール 10に送られ、ここで前述の本発明による脱気方法によ り脱気されてから、背圧調整器 11で圧力が調整され、フィルター 100を通ってヘッド 12に到達する。

[0089] また、本発明におけるインクタンクとは、インクの貯蔵場所でありインクがボトルにより 流通されプリンタに液体のみを流し込まれている場合にはそのリザーブタンクであり、 インクがインクカートリッジまたはボトルで流通されカートリッジまたはボトル自体がイン クタンクを兼ねる場合にはこれを指す。

本発明に係る、インク経路の途中に前述の本発明のインクジェットインクの脱気方法 による脱気工程を有するインクジェットプリンタにより、出射安定性に優れ、工業印刷 用途の印刷に適したインクジェットプリンタを提供することができる。

[0090] 続いて、ヘッド力 排出されたインクジェットインクを再びヘッドに戻すインク循環経 路を有するインクジェットプリンタにおいて、前記インク循環経路の途中に、前述のィ ンクジェットインクの脱気方法による脱気工程を有するインクジェットプリンタについて 説明する

図 4にインク循環経路の構成例を示すが、言う迄もなく本発明はこれに限定されな い。インク 5の導入時には電磁弁 Aを開け、電磁弁 Bを閉じ、送液ポンプ 9によりインク タンク 8からフィルター 100を経て、中間タンク 30、背圧調整器 11及びフィルター 10 0を経て、ヘッド 12にインクを満たす。この時に、途中に配置され、真空ポンプ 4に接 続された、図 1に示した脱気モジュール 10でインク 5中の溶存空気が脱気される。へ ッドメンテナンス時はヘッドキャップ 7をヘッド 12に密着し、次いで送液ポンプ 9にでキ ヤップ内を減圧し、ヘッド 12から外へインクを吸い出す力、ヘッド 12力らヘッドキヤッ プ 7にインクが吐出される。この時、同時に電磁弁 Aを閉じ電磁弁 Bを開くことにより、 ヘッドキャップ内のインクは再び脱気モジュール 10により脱気された後にヘッド 12へ と送り込まれ、再度、吐出に使用される。

[0091] ここで、図 4はヘッドキャップよりインクを循環させる例を示した力 ヘッドキャップに は限定されず、例えばヘッドの共通インク室ゃ吐棄てのためのガターからの循環でも よい。 [0092] 脱気モジュールは、インクタンク力 ヘッド迄の間であれば何処に配置されても構わ ないが、インク流路には細い榭脂配管やジョイント部など給気箇所が多いため、出来 るだけヘッドに近 、場所が好ま 、。

本発明のヘッドから排出されたインクジェットインクを再びヘッドに戻すインク循環経 路を有するインクジェットプリンタにおいて、前記インク循環経路の途中に、前述のィ ンクジェットインクの脱気方法による脱気工程を有するインクジェットプリンタによれば

、吐出安定性に優れ、信頼性が高ぐかつ記録に使用される以外の無駄なインクを 極力排した、インクジェット記録が可能となる。本発明は、特に工業印刷用途の印刷 に好適である。

[0093] 以上の実施形態におけるヘッド 12の形態は特に限定されないが、図 5にいくつか の例を示す。

[0094] 図 5の（a)に示すような複数のノズル 41を備えた 1個のヘッド 12の他、図 5の（b)に 示すように複数のヘッド 12をノズル配列方向につな!/、で 1つのヘッドとして構成され たヘッドユニットを用いることができる。特に図 5の（b)の形態は、前述のラインヘッド の場合、特に有効である。

実施例

[0095] 以下、実施例を挙げて本発明を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。尚、文中「部」とは「質量部」を示す。

(実施例 1)

〔インク 1の調製〕

下記の分散液処方のとおり顔料と水系溶媒、高分子分散剤とを秤量し、イオン交換 水をカ卩えて全体を 100部にした後に、ディゾルバーで予備混合した後、ジルコ-アビ ーズ 340gを充填したビーズミル（ァシザヮファインテック社製 Mini Cer)で分散処 理して顔料分散液 1を調製した。

[0096] 〈顔料分散液 1〉

C. I.ビグメントブルー 15 : 3 15部

ジョンクリル 61J (ジョンソンポリマー社製） （固形分として) 6部

グリセリン 20部 その後、下記のインク処方に従い各素材を秤量、混合し、 # 1000メッシュの金属メ ッシュフィルターでろ過してインク 1を得た。

[0097] 〈インク 1〉

顔料分散液 1 20部

エチレングリコール 20部

グリセリン 15部

トリエチレングリコールモノブチルエーテル 5部

オルフイン E 1010 (日信化学製） 0. 6部

イオン交換水 39. 4部

〔インク 2〜4の調製〕

以下、添加剤の配合以外は同様の方法により各顔料分散液および各インクを得た

[0098] 〈顔料分散液 2〉

カーボンブラック：三菱 MA 100 15部

BYK190 (ビックケミ一社製） （固形分として） 6部

ジプロピレングリコールモノメチルエーテル 20部

〈インク 2〉

顔料分散液 2 20部

ジプロピレングリコールモノメチルエーテル 54部

イオン交換水 26部

〈顔料分散液 3〉

C. I.ビグメン卜レッド 122 20部

ジョンクリル 501 (固形分として） 8部

トリプロピレングリコールモノメチルエーテル 20部

〈インク 3〉

顔料分散液 3 25部

トリプロピレングリコールモノメチルエーテル 65部

イオン交換水 10部 〈顔料分散液 4〉

カーボンブラック：三菱 MA7 15部

ジョンクリノレ 70 (固形分として) 6部

グリセリン 20部

〈インク 4〉

顔料分散揿 4 20部

グリセリン 34部

トリエチレングリコーノレモノブチノレエーテノレ

才ルフィン E 1010 0. 6

イオン交換水 40. 4

〔インク 5の作製〕

先に製造した顔料 P1を 2. 5部、分散剤（アビシァ製:ソルスパーズ 32000) 3部、ェ ポキシィ匕合物（ダイセルィ匕学社製: CEL2021P) 21. 45部、ォキセタンィ匕合物（東亜 合成化学社製: OXT221) 63部を共にサンドミルに入れて 4時間分散を行い、インク 原液を得た。次いでカチオン重合開始剤 S1 10部をインク原液に加えて、重合開始 剤が溶解するまで穏やかに混合させた後、これをメンブランフィルターで加圧濾過し 、活性エネルギー光線硬化型インクジェットインクであるインク 5を得た。

〔インク 6の作製〕

インク 5のインク原液を製造する過程でトリエタノールアミンを 0. 05部加えた以外は インク 5と同様にしてインク 6を製造した。

[化 3] 重合閒始剤 S1の構造

[0100] 〔脱気処理〕

インク 1〜6各々に対して、前記図 2のように機器を配置して、次の (A) (B)の脱気 処理を行った。

[0101] (A)内部循環型中空糸脱気モジュール:大日本インキ化学工業 (株） SEPAREL

PF— 001 Dを用 、て lppm未満になるように脱気を行つた。

[0102] (B)外部循環型中空糸脱気モジュール:大日本インキ化学工業 (株） SEPAREL

EF— 002A— Pを用いて lppm未満になるように脱気を行った。

[0103] 〔遠心分離評価〕

各インクにつ 1ヽて脱気前と後に以下の条件で遠心分離操作を行!、上澄みと沈殿の 様子を観察した。

[0104] 遠心力： 1, 500G

時間：1時間

温度： 25°C

〇：上澄みの分離も沈殿も発生して!/、な!、

△:遠沈管の底にうつすらと沈殿らしきものが溜まった

X：遠沈管の底に明らかに沈殿が溜まった

X X：沈殿に加えて、上澄みの分離が発生した

〔インク保存性評価〕

各インクについて脱気前と後のインクをガラス管に詰めて密栓し、 50°Cの恒温槽に 保管し 3力月後に取り出し、室温に戻した後にそれぞれ粒子径と粘度を測定した。こ れを保管前に測定した粒子径、粘度の測定値と比較して評価を行った。

[0105] 粒子径、粘度共に変化率が 5%未満である

〇:粒子径、粘度共に変化率が 10%未満である

Δ：粒子径の変化率が 10%〜20%である力 粘度の変化率は 10%未満である X：粒子径、粘度共に変化率が 10%以上である

X X：保存したインクに分離が発生していた

得られた結果を表 1に示した。

[0106] [表 1] 実験 ィ ンク処方 脱気処理 脱気前 'し、ィ ンク

備考

No . No . 方法 流 ¾ 圧力損失 粒子径 粘度 分離保存性

1 A A 300m 1Z分 0.08MPa

ィンク 1 135ηι Δ 〇 参考例

5.8mPa秒

1 B B 300ml/分 < 0.01 Pa 〇 ◎ 参考例

2 A A 300mlZ分 0.12MPa X X 比較例 ィンク 2 150ηι 11.8mPa秒

2 B B 300ml/分 O . OlMPa 〇 © 本発明

3 A A 300ml/分 0.22MPa X X X 比較例 ィ ンク 3 160ηι 17.5mPa秒

3 B B 300ml/分 0.03MPa 〇 ◎ 本発明

4 A A 200ml /分 0.25MPa X X X X 比較例 ィンク 4 142M 45.1mPa秒

4 B B 200ml 分 0.06MPa Δ 〇 本発明

5 A A 300ralノ分 0.24MPa X X 比較例 ィンク 5 155ni 26mPa秒

5 B B 300m 1Z分 0.03MPa 〇 〇 本発明

6 A A 300ml/分 0.30MPa X X X X 比較例 イ ンク 6 150ni 28mPa秒

6 B B 300ml/分 0.05MPa 〇 〇 本発明

[0107] インク 1Aおよびインク 1Bはインクの粘度が 5. 8mPa秒と低いインクについての参 考例である。低粘度のインクにおいては内部還流型の中空糸脱気モジュールを用 、 ても脱気時の中空糸脱気モジュールの圧力損失は 0. IMPaには達せず、インクの 安定性もまずまずである。

[0108] し力しながら、インク粘度が高いインク 2〜6については、内部還流型の中空糸脱気 モジュールを使用した例では脱気時の中空糸脱気モジュールの圧力損失が 0. 1M Paを超え、このときのインクの安定性は著しく低下して 、ることが見て取れる。

[0109] 一方、同じ高粘度のインクであっても、外部還流型の中空糸脱気モジュールを使用 した時には脱気時の中空糸脱気モジュールの圧力損失は 0. IMPaには達せず。良 好なインクの安定性を示した。さらに、脱気時の中空糸脱気モジュールの圧力損失 が 0. 05MPa未満の時には非常に安定であることも示された。

[0110] 以上より、インク粘度が lOmPa秒〜 50mPa秒である顔料インクを脱気する場合に 外部還流型の中空糸脱気モジュールを使用し、脱気時の中空糸脱気モジュールの 圧力損失を 0. IMPa未満とすることにより、インクの安定性を確保しつつ、十分な脱 気効率を得られることが分力 た。

(実施例 2)

〔インク 1の調製〕

下記の分散液処方のとおり顔料と水系溶媒、高分子分散剤とを秤量し、イオン交換 水をカ卩えて全体を 100部にした後に、ディゾルバーで予備混合した後、ジルコ-アビ ーズ 340gを充填したビーズミル（ァシザヮファインテック製 Mini Cer)で分散処理し て顔料分散液 1を調製した。

[0111] <顔料分散液 1 >

ピグメントブノレ一 15 : 3 15咅

ジョンクリル 61J (ジョンソンポリマー社製）（固形分として） 6部

グリセリン 20部

その後、下記のインク処方に従い各素材を秤量、混合し、 # 1000メッシュの金属メ ッシュフィルターでろ過してインク 1を得た。

[0112]

顔料分散揿 1 20部

エチレングリコール 20部

グリセリン 15部

トリエチレングリコーノレモノブチノレエーテノレ

オルフイン E 1010 (日信化学製） 0. 6

イオン交換水 39. 4

〔インク 2〜4の調製〕

以下、添加剤の配合以外は同様の方法により各顔料分散液および各インクを得た

[0113] <顔料分散液 2 >

カーボンブラック：三菱 MA100 15部

BYK190 (ビックケミ一社製）（固形分として) 6部

ジプロピレングリコーノレモノメチノレエーテノレ 20部

<インク 2>

顔料分散液 2 20部

ジプロピレングリコーノレモノメチノレエーテノレ 54部

イオン交換水 26部

<顔料分散液 3 > ビグメン卜レッド 122 20部

ジョンクリル 501 (固形分として） 8部

トリプロピレングリコールモノメチルエーテル 20部

<インク 3 >

顔料分散液 3 25部

トリプロピレングリコールモノメチルエーテル 65部

イオン交換水 10部

<顔料分散液 4 >

カーボンブラック：三菱 MA7 15部

ジョンクリル 70 (固形分として） 6部

グリセリン 20部

<インク 4>

顔料分散液 4 20部

グリセリン 34部

トリエチレングリコールモノブチルエーテル 5部

オルフイン E 1010 0. 6部

イオン交換水 40. 4部

〔脱気処理と連続出射性評価〕

インク 1〜4各々に対して、前記、図 3のように機器を配置して、次の (A) (B)の中空 糸脱気モジュールを使用して脱気処理を行ないながらヘッドより連続 1時間の出射を 行ない出射性について下記の 5段階で評価した。出射の評価はノズルより射出され る液滴をストロボスコープにより観察して行った。なお、インクの流速は吐出に併せて 24mlZ分とした。また、インクの送液には実際にプリンタに組み込むことを想定して 小型チューブポンプ: WPX— 1 (ゥエルコ社製。吐出圧力； 0. 2MPa)を使用した。 ヘッド条件；ノズル数 2000、液滴量 10pl、吐出周波数 20kHz

(内部還流型中空糸脱気モジュール A)

内径 100 mのポリテトラフルォロエチレン榭脂製の中空糸を用いて接液面積 0. 1 5平方メートルとなるようにし、中空糸内部にインクを流すための入出口を設け、中空 糸外部を減圧にするための容器および気体排出口を設けた内部還流型の小型脱気 モジュールを作製し使用した。このモジュールで処理したインクをインク番号の後ろに

Aを付ける。例えばインク 1ならば、 1Aとする。

[0114] (外部還流型中空糸脱気モジュール B)

内径 100 mのポリテトラフルォロエチレン榭脂製の中空糸を用いて接液面積 0. 1 5平方メートルとなるようにし、中空糸外部にインクを流すため容器およびインクの入 出口を設け、中空糸内部を減圧にするための気体排出口を設けた外部還流型の小 型脱気モジュールを作製し使用した。このモジュールで処理したインクをインク番号 の後ろに Bを付ける。例えばインク 1ならば、 1Bとする。

◎：連続 1時間の出射で 2000ノズルすベてのノズルで問題なく出射できた 〇：連続 30分の出射までは 2000ノズルすベてのノズルで問題なく出射できた。 30分 以降 1時間までの間でキヤビテーシヨンによるとみられる速度異常が発生した △：連続 30分の間にキヤビテーシヨンによるとみられる速度異常が発生した

X：連続 1時間までの間にノズル欠が発生。発生したノズル欠はクリーニングにより直 ぐに回復した

X X：連続 1時間までの間にノズル欠が発生。発生したノズル欠はクリーニングにより 回復せず、ノズルが詰まってしまった。

[0115] 〔脱気時の中空糸脱気モジュールの圧力損失の測定〕

図 3の脱気モジュールの直前に圧力計を配置して、流量 24mlZ分 (液滴量； 10pl 、吐出周波数； 20kHz、ノズル数： 2000ノズルの流量を想定）の流速でインクを流し た時の脱気時の中空糸脱気モジュールの圧力損失を測定した。

[0116] 得られた結果を表 2に示した。

[0117] [表 2] インク インク 脱気処理 脱気前 連続

No . 備考

処方 方法 圧力損失 粒子径 粘度 出射性

1 A A (内部還流方式） 0 .06 Pa

インク 1 135nm 〇 参考例

5.8mPa秒

1 B B (外部還流方式） < 0 .01 MPa © 参考例

2 A A (内部還流方式） 0 . 16MPa X

インク 2 150n in " '8mPa秒 比較例

2 B B (外部還流方式) 0 .02HPa ◎ 本発明

3 A A (内部還流方式） 0.22MPa X X

インク 3 160njn n 比較例

.SmPa秒

3 B B (外部還流方式） 0.04MPa

4 A ◎ 本発明

A (内部還流方式）

インク 4 規定の流量が出せない - a 142nm 45. T Pa秒 比較例

4 B B (外部 流方式） O .OSMPa 〇 本発明

[0118] インク 1Aおよびインク 1Bはインクの粘度が 5. 8mPa秒と低いインクについての参 考例である。低粘度のインクにおいては内部還流型の中空糸脱気モジュールを用 ヽ ても脱気時の中空糸脱気モジュールの圧力損失は 0. IMPaには達せず、連続出射 時の吐出性能もまずまずである。

[0119] し力しながら、インク粘度が高いインク 2〜4については、内部還流型の中空糸脱気 モジュールを使用した例では脱気時の中空糸脱気モジュールの圧力損失が 0. 1M Paを超え、このときの連続出射時の吐出性能は著しく低下して 、ることが見て取れる

[0120] 一方、同じ高粘度のインクであっても、外部還流型の中空糸脱気モジュールを使用 した時には脱気時の中空糸脱気モジュールの圧力損失は 0. IMPaには達せず。良 好な連続出射性を示した。さらに、脱気時の中空糸脱気モジュールの圧力損失が 0 . 05MPa未満の時にはさらに安定であることも示された。

[0121] 以上より、連続出射の信頼性を向上する方法として、インクタンク力 ヘッドまでの 流路中で脱気を行う方法が有効であり、さらにインク粘度が lOmPa秒〜 50mPa秒で あるインクを使用する記録方法またはインクジェットプリンタにおいては、流路中で脱 気を行う方法として外部還流型の中空糸脱気モジュールを使用することが有効であ ることが分力ゝる。

(実施例 3)

〈インクの調製〉

以下のようにして、インク 1〜3を調製した。

[0122] 〔顔料分散液の調製〕 下記の顔料分散液処方の通り、顔料、水系溶媒及び高分子分散剤を秤量し、ィォ ン交換水を加えて全体を 100部にし、ディゾルバーで予備混合した後、ジルコ-アビ ーズ 340gを充填したビーズミル（ァシザヮファインテック社製： Mini Cer)で分散処 理して顔料分散液 1を得た。

(顔料分散液 1処方）

カーボンブラック（三菱 MA100：三菱化学社製） 15部

Disperbykl 90 (ビックケミ一社製） （固形分として） 6部

ジプロピレングリコールモノメチルエーテル 20部

〔インク 1の調製〕

次に、下記のインク処方に従い、各素材を秤』 '混合し、 # 1000メッシュの金属メッ シュフィルターで濾過してインク 1を得た。

(インク 1処方）

顔料分散液 1 20部

ジプロピレングリコーノレモノメチノレエーテノレ 54部

イオン交換水 26部

〔インク 2、 3の調製〕

以下、添加剤の配合を変えた以外は同様にして、各顔料分散液及びインク 2, 3を 得た。

(顔料分散液 2処方）

ビグメントレッド 122 20部

ジョンクリル 501 (ジョンクリル社製分散剤） (固形分として) 8部

トリプロピレングリコーノレモノメチノレエーテノレ 20部

(インク 2処方）

顔料分散液 2 25部

トリプロピレングリコーノレモノメチノレエーテノレ 65部

イオン交換水 10部

(顔料分散液 3処方）

カーボンブラック（三菱 MA7：三菱化学社製） 15部 ジョンクリル 70 (ジョンクリル社製分散剤） (固形分として) 6部 グリセリン 20部

(インク 3処方）

顔料分散液 3 20部

グリセリン 34部

トリエチレングリコーノレモノブチノレエーテノレ 5部 オルフイン E1010 (日信化学社製界面活性剤) 0. 6咅 イオン交換水 40. 4

〈初期のインク脱気とインクパックの作製〉

インク 1〜3について、各々、脱気モジュール（大日本インキ社製： SEPAREL EF -002A)を用いて lppm未満となるように脱気を行った。脱気したインクは気体透過 性の無いアルミラミネート袋に充填し、インクパック 1〜3とした。

[0123] 〈インク循環によるヘッドメンテナンスと連続吐出性評価〉

図 4で示す外部還流型中空糸脱気モジュールの脱気装置部を、以下の (A)から（ C)に変更し、 (A)と (B)につ 、ては脱気装置の前に圧力計を配置した 3種類のイン ク流路を組み、インク 1〜3を使用して、次のシーケンスによりラインヘッドでの連続吐 出性評価を行った。

[0124] 吐出はラインヘッドの全てのノズルで行った力 吐出性評価については真中の 2へ ッド分（1024ノズル）につ!/ヽて行 、、下記のようにキヤビテーシヨンとノズル目詰まりに 分けて 5段階で評価した。吐出の評価はノズルより射出される液滴をストロボスコープ により観察して行った。尚、各シーケンスの途中で脱気モジュールは常に 20. 3kPa に減圧して脱気を行った。

(A)外部還流型中空糸脱気モジュール：内径 100 μ mのポリテトラフルォロエチレン 榭脂製の中空糸を用いて、接液面積 0. 15m²となるようにし、中空糸外部にインクを 流すため、容器及びインクの入出口を設け、中空糸内部を減圧にするための気体排 出口を設けた外部還流型の小型脱気モジュールを作製し、脱気装置部とした。

(B)内部還流型中空糸脱気モジュール：内径 100 μ mのポリテトラフルォロエチレン 榭脂製の中空糸を用いて、接液面積 0. 15m²となるようにし、中空糸内部にインクを 流すための入出口を設け、中空糸外部を減圧にするための容器及び気体排出口を 設けた内部還流型の小型脱気モジュールを作製し、脱気装置部とした。

(C)脱気装置を付けな力つた。

(シーケンス）

1.電磁弁 Aを開き、電磁弁 Bを閉じインクを導入した

2.電磁弁 Aを閉じ、電磁弁 Bを開き、循環部全体の流路容積 (約 100ml)に相当 する量のインクを循環させた

3.ラインヘッドよりインク液滴を 1時間連続吐出させて、吐出の様子を観察したライ ンヘッド：ノズル解像度 360dpi、ノズル数 512ノズルのヘッド 12個を図 5 (b)のように 組み合わせて、ノズル解像度 360dpiのラインヘッドを製造した。

(ヘッド駆動条件）

液滴量 20pl、吐出周波数 10kHz

〈性能評価〉

以下の基準により各性能を評価した。

《キヤビテーシヨン》

◎:連続 1時間の吐出で 1024の全ノズルで問題なく吐出できた

〇：連続 30分の吐出までは 1024の全ノズルで問題なく吐出できた。 30分以降 1時 間までの間でキヤビテーシヨンによると見られる速度異常が発生した

△：連続 30分の吐出までは 1024の全ノズルで問題なく吐出できた。 30分以降 1時 間までの間でキヤビテーシヨンによると見られる速度異常が発生し、その後ノズル欠 に至った

X：連続 30分の間にキヤビテーシヨンによると見られる速度異常が発生し、ノズル欠 に至った

X X：連続 10分の間にキヤビテーシヨンによる速度異常が発生し、ノズル欠に至つ た

《目詰まり》

◎：連続 1時間の吐出で 1024の全ノズルに目詰まりが発生しな力つた

〇：連続 1時間の吐出後に 1〜3個のノズルで目詰まりが発生した力 インクのサク シヨンにより直ぐに回復した

△:連続 1時間の吐出後に 4〜： LO個のノズルで目詰まりが発生した力 インクのサク シヨンにより直ぐに回復した

X：連続 1時間の吐出後に 11個以上のノズルで回復可能な目詰まりが発生した

X X：連続 1時間の吐出後にインクのサクシヨンによっては回復しないノズルが 1個 以上発生した

《脱気時の中空糸脱気モジュールの圧力損失》

シーケンス 2のインク循環時の脱気時の中空糸脱気モジュールの圧力損失を、脱 気装置の直前に設置した圧力計により測定した。

[0126] 得られた結果を表 3に示した。

[0127] [表 3]

[0128] プリンタ内で脱気を行わない 1C, 2C, 3Cの実験については、連続吐出時に甚だ L ヽキヤビテーシヨンが発生した。これはインクの循環操作中にインク中に空気が再 溶解したためと考えられる。

[0129] 循環流路中で内部還流型の中空糸脱気モジュールにより脱気を行った IB, 2B, 3 Bでは、連続吐出後にノズル目詰まりの発生率が高ぐ又、メンテナンスにより回復し ない目詰まりの場合も多力つた。これは、脱気モジュール直前で高い圧力が顔料イン クにかかり、顔料粒子が凝集を引き起こした為と考えられる。 [0130] これに対して、循環流路中で外部還流型の中空糸脱気モジュールにより脱気を行 つた 1A, 2A, 3Aでは、連続吐出中のキヤビテーシヨンの発生も殆どなぐ又、連続 吐出後のノズル目詰まりも殆ど発生しな力つた。又、発生した場合でも軽微であり、簡 単なメンテナンスで回復可能であった。

[0131] 以上より、ヘッドのメンテナンスによりヘッドから排出されたインクを再びヘッドに戻 すインク循環経路を有するプリンタにお 、て、該インク循環経路の途中に脱気装置を 有し、更にこの脱気装置が外部還流型の中空糸脱気モジュールであることが有効で あることが半 Uる。

Claims

請求の範囲

[1] 少なくとも顔料を含有する、 25°Cにおける粘度が lOmPa秒以上 50mPa秒以下であ るインクジェットインクに対して、外部還流型の中空糸脱気モジュールを使用して、脱 気時の該中空糸脱気モジュールの圧力損失が 0. IMPa未満の条件で脱気を行うこ とを特徴とするインクジェットインクの脱気方法。

[2] 前記中空糸脱気モジュールの圧力損失が 0. 05MPa未満の条件で脱気を行うことを 特徴とする請求の範囲第 1項記載のインクジェットインクの脱気方法。

[3] 前記インクジェットインクに含有される顔料が分散剤により分散されていることを特徴 とする請求の範囲第 1項又は請求の範囲第 2項記載のインクジェットインクの脱気方 法。

[4] 前記インクジェットインクが、少なくとも、水、水溶性有機溶剤を含有する水性顔料ィ ンクであることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 3項の何れか 1項記載のインクジェ ットインクの脱気方法。

[5] 前記インクジェットインクの表面張力が 25mN/m以上 38mN/m以下であることを特徴と する請求の範囲第 1項〜第 4項の何れか 1項記載のインクジェットインクの脱気方法。

[6] 前記中空糸の外径が 150 μ m以上 250 μ m以下であり、かつ、内径が 50 μ m以上 180 m以下であることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 5項の何れか 1項記載のイン クジェットインクの脱気方法。

[7] 前記中空糸の材質が 4-メチルペンテン- 1またはフッ素榭脂であることを特徴とする請 求の範囲第 1項〜第 6項の何れ力 1項記載のインクジェットインクの脱気方法。

[8] 請求の範囲第 1項〜第 7項の何れ力 1項記載のインクジェットインクの脱気方法による 脱気工程を有することを特徴とするインクジェットインクの製造方法。

[9] インクタンクからヘッドまでのインク経路を有するインクジェットプリンタにおいて、 前記インク経路の途中に請求の範囲第 1項〜第 7項の何れか 1項記載のインクジエツ トインクの脱気方法による脱気工程を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。

[10] ヘッドから排出されたインクジェットインクを再びヘッドに戻すインク循環経路を有する インクジェットプリンタにおいて、

前記インク循環経路の途中に、請求の範囲第 1項〜第 7項の何れか 1項記載のイン クジェットインクの脱気方法による脱気工程を有することを特徴とするインクジェットプ リンタ。

前記ヘッドがラインヘッドであることを特徴とする請求の範囲第 9項又は請求の範囲 第 10項記載のインクジェットプリンタ。