WO2014065134A1 - インクジェット記録用メンテナンス液 - Google Patents

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WO2014065134A1
WO2014065134A1 PCT/JP2013/077679 JP2013077679W WO2014065134A1 WO 2014065134 A1 WO2014065134 A1 WO 2014065134A1 JP 2013077679 W JP2013077679 W JP 2013077679W WO 2014065134 A1 WO2014065134 A1 WO 2014065134A1
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surfactant
organic solvent
water
ink
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山崎 史絵
貴生 松本
雅基 犬丸
直樹 白石
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株式会社Dnpファインケミカル
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    • C09D125/02Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C09D125/04Homopolymers or copolymers of styrene
    • C09D125/08Copolymers of styrene
    • C09D125/14Copolymers of styrene with unsaturated esters

Definitions

  • the present invention relates to a maintenance liquid for cleaning ink used in an ink jet recording apparatus or temporarily filling an ink jet head.
  • Ink-jet recording devices especially so-called water-based ink-jet recording devices, are used not only for home-use printers for printing on ordinary thin papers and sheets, but also for providing design properties to large flat objects and three-dimensional objects. In recent years, it has been frequently used for business purposes. Especially for business use, in order to prevent clogging of the ink, it is necessary to periodically clean the nozzles of the ink jet head, which is the ink discharge part, and the nozzle outlet. Liquid is required separately from ink.
  • Such an aqueous maintenance liquid usually contains water, a water-soluble organic solvent, and a surfactant.
  • the water-soluble organic solvent include ethylene glycol, diethylene glycol, and ethylene glycol monoalkyl ether. , Diethylene glycol monoalkyl ethers, triethylene glycol monoalkyl ethers and the like are usually used.
  • these water-soluble organic solvents are highly toxic and cause toxic symptoms such as liver dysfunction and renal dysfunction caused by accidental ingestion, adverse effects on the central nervous system, and reproductive toxicity.
  • ethylene glycol and diethylene glycol are required to be labeled for reproductive toxicity and risk for specific target organs (kidney, liver) depending on their contents because of their strong toxicity.
  • diethylene glycol is generally used in water-based inkjet recording inks, but hardly dissolves a surfactant or resin having low hydrophilicity.
  • diethylene glycol exhibits acidity when it is hydrolyzed by heat or the like. Therefore, when stored for a long period of time, the pH of the ink is lowered, the solubility and miscibility are deteriorated, and aggregation and sedimentation problems may occur.
  • diethylene glycol, diethylene glycol monoalkyl ethers, mixed solvents of triethylene glycol monoalkyl ethers and water have low solubility. For example, when a surfactant with low HLB is used, separation at high temperature and precipitation at low temperature are possible. Sometimes happened. As described above, when a large amount of diethylene glycol is contained, various problems may occur.
  • Patent Documents 1 and 2 below disclose maintenance solutions containing alcohols, ethers, esters, and acetates that have high solubility, but these solvents are too soluble and maintenance is performed. If it is contained in a large amount in the liquid, there is a possibility that a member such as rubber or plastic used in the apparatus is dissolved and a problem occurs in the apparatus.
  • these organic solvents include those having a low boiling point and flash point, and since the drying is fast, there is a problem that the nozzle is easily clogged when a dissolved substance is deposited.
  • these solvents include those having safety problems.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances.
  • the object of the present invention is to provide excellent stability and ink washability, excellent safety, and a wide range of inks for various types of ink jet recording. It is to provide a maintenance liquid for inkjet recording (hereinafter also simply referred to as a maintenance liquid) that can be applied to the above.
  • the present inventor has conducted extensive research to solve the above-mentioned problems, and as a result, 1,3-propanediol is used as the water-soluble organic solvent constituting the maintenance liquid, so that stability and ink washability are good.
  • 1,3-propanediol is used as the water-soluble organic solvent constituting the maintenance liquid, so that stability and ink washability are good.
  • the present inventors have found that it is possible to provide a maintenance liquid for ink jet recording that is excellent in safety and that can be widely applied to various types of ink for ink jet recording, and has completed the present invention.
  • 1,3-propanediol has been industrialized by a method of synthesizing it with microorganisms, and has become available as a biomaterial.
  • 1,3-Propanediol is widely used in fields such as cosmetics and foods where safety is particularly important due to its high safety, together with glycerin and propylene glycol.
  • 1,3-propanediol is described as an example of the moisturizing agent in the description of the composition of the maintenance liquid.
  • solubility in surfactants, miscibility with water and other solvents, cleanability, wide applicability to various types of inks for ink jet recording, stability over time, ink there was no example of examining which organic solvent is preferable when comprehensively considering the physical properties required for the maintenance liquid. As a result, a composition that comprehensively satisfies the required performance of the maintenance liquid has not yet been completed.
  • 1,3-propanediol is a mere example of a moisturizing agent, and a combination of a resin solvent and a moisturizing agent is essential. Since this resin solvent is added for the purpose of effectively dissolving the resin dispersant in the ink, a part of the resin solvent dissolves or swells the nozzle and head members and causes trouble.
  • 1,3-propanediol is not only effective as a humectant but also excellent in solubility of a resin dispersant, Furthermore, it was discovered that no dissolution or swelling with respect to nozzles and head members occurred, and thus the present invention was completed by finding a composition that does not require a resin solvent while satisfying the above required performance comprehensively. It came to do.
  • the present invention provides the following. (1) containing water, a water-soluble organic solvent, and a surfactant; A maintenance liquid for inkjet recording, which contains 1,3-propanediol as the water-soluble organic solvent.
  • the water-soluble organic solvent is contained in the maintenance liquid for inkjet recording by 20% by mass or more, The maintenance liquid for inkjet recording according to (1), wherein the 1,3-propanediol is 30% by mass or more of the water-soluble organic solvent.
  • the maintenance liquid for inkjet recording contains the 1,3-propanediol in an amount of 10% by mass to 80% by mass, and the contents of the following organic solvent (A) and organic solvent (B) are both The maintenance liquid for inkjet recording according to (1) or (2), which is less than 5%.
  • An ink jet recording apparatus that cleans the flow path of the ink discharge portion by discharging the maintenance liquid for ink jet recording according to any one of (1) to (9) from the ink discharge portion of the ink jet recording apparatus. Cleaning method.
  • An ink set for inkjet recording comprising: an aqueous inkjet recording ink containing water, a water-soluble organic solvent, a surfactant, and a coloring material.
  • a maintenance liquid for ink jet recording which has good stability and ink washability, is excellent in safety, and can be widely applied to various types of ink for ink jet recording.
  • the maintenance liquid according to the present invention contains water, a water-soluble organic solvent, and a surfactant, and contains 1,3-propanediol as the water-soluble organic solvent.
  • ⁇ Water> Although it does not specifically limit as water, It is preferable to use deionized water, such as ion-exchange water and distilled water. In order to prevent agglomeration when mixed with ink and to prevent corrosion and precipitation when coming into contact with a metal member, the content of metal ions is preferably 1000 ppm or less and the conductivity is preferably 10 ⁇ S / cm or less. .
  • the ratio of water in the maintenance liquid is appropriately set and is not particularly limited, but is preferably 10 to 80% by mass.
  • 1,3-propanediol is merely listed as an example of a moisturizing agent constituting the maintenance liquid, and is assumed to be used in combination with a resin solvent. ing. This means that, in Patent Document 1, the resin-dissolved component and the moisturizing component are respectively assigned roles, and two types of organic solvents are blended. As a result, depending on the type of the resin solvent, the trouble of dissolving or swelling the nozzle and head members as described above occurs. On the other hand, 1,3-propanediol alone has both moisture retention and solubility.
  • 1,3-propanediol is more soluble than high-boiling glycol solvents such as diethylene glycol and glycerin, so that it is easy to dissolve the surfactant and is miscible with water and other solvents. Therefore, it has a property as a very good organic co-solvent that hardly causes separation or precipitation. For this reason, the adjustment range of the surface tension of the maintenance liquid can be expanded, and further, the cleaning effect of the maintenance liquid can be enhanced.
  • Patent Document 1 lists a very wide range of resin solvents as resin solvents.
  • the examples have extremely high resin solubility, such as diacetone alcohol, tetrahydrofuran, acetonyl acetone, ethyl acetate, N , N′-dimethylformamide, sulfolane are described. Since these are highly soluble in the resin, there is a high risk of dissolving and swelling the members constituting the head or the like. Compared with these solvents, 1,3-propanediol has a lower resin solubility, so even if the content in the maintenance liquid is large, there is no problem with the apparatus due to dissolution or swelling of the members.
  • 1,3-propanediol has a high boiling point and is highly effective as a wetting agent, so the nozzle is not easily clogged.
  • 1,3-propanediol which has both different required performances of moderate solubility and moisture retention, is very suitable as a solvent used in the maintenance liquid.
  • the ratio of the water-soluble organic solvent in the maintenance liquid is preferably 20% by mass or more, more preferably 20 to 80% by mass, further preferably 25 to 60% by mass, and 25 to 50% by mass.
  • the ink jet recording apparatus, the head, the operating temperature range, and the like in which the maintenance liquid is used are appropriately adjusted according to the usage conditions.
  • the content of 1,3-propanediol in the maintenance liquid is preferably 10% by mass or more, more preferably 10 to 80% by mass, and further preferably 10 to 60% by mass. It is particularly preferably 10 to 50% by mass.
  • the maintenance liquid can be applied to a wide variety of ink jet recording inks with good stability and ink washability and excellent safety. On the other hand, if it is less than 10% by mass, the solubility of the surfactant and other components may decrease, which is not preferable.
  • the content of 1,3-propanediol in the total water-soluble organic solvent is preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, still more preferably 65% by mass or more, and occupies 100% by mass. Is also included.
  • the maintenance liquid can be applied to a wide variety of ink jet recording inks with good stability and ink washability and excellent safety. On the other hand, if it is less than 30% by mass, the solubility of the surfactant and other components may decrease, which is not preferable.
  • water-soluble organic solvents other than 1,3-propanediol those other than those described above can be used as long as the safety and physical properties of the maintenance liquid are not impaired.
  • water is not contained in the water-soluble organic solvent in this invention.
  • Monoalkyl ethers propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, propylene glycol ethyl methyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol ethyl methyl ether, tripropylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol diethyl ether, tripropylene glycol Propylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol diethyl Dialkyl ethers of polyhydric alcohols such as ether; cyclic compounds such as ⁇ -valerolactone and ⁇ -butyrolactone; monoethanolamine, diethanol
  • water-soluble organic solvents can be used alone or as a mixture as long as safety and member solubility are not impaired.
  • the content of the water-soluble organic solvent other than 1,3-propanediol is not particularly limited, but can be, for example, about 0.1 to 70% by mass with respect to the total amount of the maintenance liquid. It is preferably in the range of 0.5 to 50% by mass, and more preferably in the range of 0.5 to 30% by mass.
  • propylene glycol and / or glycerin from the viewpoint of improving the physical properties of the maintenance liquid and safety.
  • the addition of propylene glycol has the effect of improving freezing resistance and low-temperature fluidity, and the solubility can be adjusted, and the addition of glycerin increases the moisture retention of the maintenance liquid and maintains the maintenance liquid in the flow path.
  • the effect of preventing the drying of the ink and improving the miscibility between the maintenance liquid and the ink can be obtained.
  • the mixing ratio of 1,3-propanediol, propylene glycol, and glycerin can be appropriately adjusted in accordance with the characteristics of the ink jet recording apparatus and usage conditions.
  • the total content of 1,3-propanediol and propylene glycol and / or glycerin in the water-soluble solvent in the maintenance liquid is preferably 10 to 80% by mass, and more preferably 20 to 80% by mass. It is preferably 20 to 70% by mass, more preferably 30 to 70% by mass.
  • the maintenance liquid can be applied to a wide variety of ink jet recording inks with good stability and ink washability and excellent safety.
  • the total content of 1,3-propanediol and propylene glycol and / or glycerin in the maintenance liquid is preferably 10% by mass or more, more preferably 10 to 80% by mass, and more preferably 15 to The content is more preferably 70% by mass, and particularly preferably 20 to 60% by mass.
  • the maintenance liquid can be applied to a wide variety of ink jet recording inks with good stability and ink washability and excellent safety.
  • an organic solvent having high volatility and high flammability such as methyl formate, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran and the like is preferably substantially not included. Is more preferable.
  • An organic solvent with low flammability is not preferable because it has a high possibility of being ignited by solvent vapor due to static electricity or the like, and thus has low safety and high odor due to high volatility.
  • the flash point of the organic solvent used for the maintenance liquid is preferably 60 ° C. or higher.
  • the flash point of the organic solvent used in the maintenance liquid is 60 ° C. or higher, the risk of ignition is low, so the safety is high. If the flash point of the organic solvent is 60 ° C. or higher, the volatility is low, and organic This is preferable because the risk of inhaling the solvent vapor is reduced and the odor of the maintenance liquid is reduced.
  • the organic solvent that may damage or swell the resin member of the head or the recording apparatus and damage the apparatus is preferably 5% or less, more preferably less than 1%, and still more preferably substantially not contained.
  • examples of such an organic solvent include diacetone alcohol, tetrahydrofuran, acetonyl acetone, ethyl acetate, N, N′-dimethylformamide, and sulfolane, which are resin solvents described in Examples of Patent Document 1.
  • the other flash point is preferably 5% or less, more preferably less than 1%, and still more preferably substantially free from (A) a flash point selected from the group consisting of alcohol, ketone and ester.
  • An organic solvent selected from the group consisting of an organic solvent of less than 60 ° C.
  • alcohols include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, furfuryl alcohol, and tetrahydrofurfuryl alcohol.
  • ethers include dioxane, trioxane, tetrahydropyran, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, and methylal.
  • ketones include acetone, methyl ethyl ketone, 2-pentanone, 3-pentanone, and cyclohexanone.
  • Esters include methyl formate, ethyl formate, methyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methyl propionate, diethyl oxalate, dimethyl maleate, monoacetin, diacetin, triacetin, ethylene carbonate, propylene carbonate, triethyl phosphate, acetonitrile , Methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, methyl acetoacetate, and ethyl acetoacetate.
  • nitrogen-containing compound examples include pyridine, ⁇ -picoline, ⁇ -picoline, ⁇ -picoline, ethylenediamine, propylenediamine, tetraethylenepentamine, formamide, N-methylformamide, N, N-diethylformamide, and acetamide.
  • heterocyclic compound examples include 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, morpholine, and N-methylmorpholine.
  • the surfactant in the maintenance liquid is used to improve the ink miscibility and cleaning properties, wettability to the inner wall of the flow path, and adjust the surface tension of the maintenance liquid.
  • the surfactant is not particularly limited, but anionic surfactants, nonionic surfactants, silicon surfactants, fluorine surfactants, acetylene glycol surfactants and the like are preferably used. It is done. Of these, anionic surfactants, silicon-based surfactants, and acetylene glycol-based surfactants are more preferable from the viewpoint of cleaning properties of the maintenance liquid and miscibility with ink.
  • Anionic surfactants include Emar, Latem, Perex, Neopelex, Demol (all manufactured by Kao Corporation), Sannol, Lipolane, Lipon, Lipar (all manufactured by Lion Corporation), Nonionic surfactant Neugen, Epan, Sorgen (all manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Emulgen, Amit, Emazol (all manufactured by Kao Co., Ltd.), Nara Acty, Emalmin, Sannonic (all Sanyo Chemical Industries shares) (Manufactured by the company), and as the fluorosurfactant, Megafac F-114, F-410, F-440, F-447, F-553, F-556 (manufactured by DIC Corporation), Surflon S-211, S -221, S-231, S-233, S-241, S-242, S-243, S-420, S- 61, S-651, S-386 (manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd.), and the like.
  • surfactants may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the surfactant is appropriately adjusted in accordance with ink miscibility, detergency, wettability to the inner wall of the flow path, and ink jet discharge.
  • the content of the surfactant is preferably about 0.01 to 5.0% by mass and more preferably within the range of 0.1 to 3.0% by mass with respect to the total amount of the maintenance liquid.
  • the HLB value is a value representing the degree of affinity of a surfactant with water and oil (an organic compound insoluble in water).
  • the properties and applications of the surfactant are determined to some extent by the HLB value.
  • the HLB value takes a value from 0 to 20, and the closer to 0, the higher the lipophilicity and the closer to 20, the higher the hydrophilicity.
  • the nature of the surfactant is determined to some extent by the HLB value. When the HLB value is about 1 to 3, it is hardly dispersed in water, when the HLB value is about 3 to 6, a part is dispersed in water, and when the HLB value is about 6 to 10, it is dispersed in water to become an emulsion.
  • Table 1 shows the HLB value of the acetylene glycol surfactant and the surface tension of the 0.1% aqueous solution at 25 ° C.
  • the maintenance liquid of the present invention dissolves well a surfactant having an HLB value of 10 or less, as will be apparent from Examples described later, a surfactant having a wide range of HLB values can be used.
  • the range of application of the surfactant is wide, the surface tension is adjusted to a lower level to enhance the cleaning effect, and when mixed with the ink, the surfactant dissolved in the ink is less likely to aggregate and precipitate, making it miscible. Excellent maintenance fluid can be adjusted.
  • the maintenance liquid may further contain other components as necessary.
  • Other components include water-soluble polymer compounds, dispersants, penetrants, wetting agents, preservatives, antioxidants, conductivity regulators, pH regulators, viscosity modifiers, antifoaming agents, oxygen scavengers, etc. Can be mentioned. These components can be used without particular limitation as long as the safety and physical properties of the maintenance liquid are not impaired.
  • the method for preparing the maintenance liquid is not particularly limited. For example, a method in which a surfactant is added to a water-soluble organic solvent and dissolved, and then adjusted by adding water, a method in which a surfactant is added to an aqueous solvent in which water and a solvent are mixed, and a solvent in the surfactant And a method of mixing and adjusting a solution in which the surfactant is dissolved and a solution in which the surfactant is dissolved or dispersed in water.
  • the adjusted maintenance liquid is preferably purified by filtration with a filter of 10 ⁇ m or less.
  • the surface tension of the maintenance liquid is preferably 35 mN / m or less, more preferably 32 mN / m, and even more preferably 30 mN / m from the viewpoint of wettability to the member surface and miscibility with ink.
  • the surface tension of the maintenance liquid is 20 mN / m or more from the viewpoint of improving the discharge stability of the maintenance liquid from the discharge head.
  • the surface tension of the maintenance liquid can be adjusted by appropriately selecting the solvent and the surfactant.
  • the surface tension in the present invention is a value measured by the Wilhelmy method (manufactured by Kyowa Interface Science, model: CBVP-Z) at a measurement temperature of 25 ° C.
  • the maintenance liquid of the present invention is not particularly limited and can be used for water-based inkjet recording ink.
  • an ink in which a pigment is dispersed with a surfactant or a water-soluble resin as a coloring material an ink in which a sulfonyl group, a carboxyl group, a phosphorus-containing functional group or a resin is modified on the pigment surface, and a binder that is a water-soluble resin or resin
  • examples include inks using emulsions.
  • it can also be used without particular limitation for an inkjet recording treatment liquid containing a metal salt, a water-soluble resin, or the like, which is used to improve image quality and resistance.
  • An ink set of the maintenance liquid of the present invention and the above-described water-based inkjet recording ink is also one aspect of the present invention.
  • the pH of the maintenance liquid may become 7 or less after long-term storage or after warm storage. For this reason, there has been a problem of causing problems of aggregation and gelation when mixed with the above-described aqueous inkjet recording ink, which is usually adjusted to pH 7 or higher. Further, when the pH of the maintenance liquid is lowered, the metal member inside the head of the ink jet recording apparatus and the nozzle surface subjected to the liquid repellent process may be corroded, so that it is required to maintain the pH at 7 or more. In this respect, the maintenance liquid of the present invention is excellent in stability without lowering the pH to 7 or less even after long-term storage or warm storage.
  • the maintenance liquid of the present invention is characterized by being widely applicable to various types of ink compositions for inkjet recording, and is extremely useful in actual use. This point is neither disclosed nor suggested in Patent Documents 1 and 2, and is an excellent effect of the maintenance liquid of the present invention using 1,3-propanediol.
  • the maintenance liquid is sprayed directly on the liquid repellent surface of the ink discharge portion of the ink jet recording apparatus, or the cloth is impregnated with the maintenance liquid.
  • the liquid level and nozzle may be washed.
  • the maintenance liquid may be replaced with ink of the ink jet recording apparatus and discharged from the discharge portion to clean the inside of the flow path of the ink jet recording apparatus, the inside of the head, and the periphery of the nozzle.
  • Example 1 The storage stability of the following mixed solutions was evaluated at 60 ° C. Evaluation results were evaluated by the following A and B. A: Uniform transparent solution with no turbidity, separation, or precipitation B: Turbidity, separation, or precipitation is observed
  • Mixture composition S1 30 parts 1,3-propanediol, 67 parts water, 3 parts surfactant Mixture composition S2: 20 parts 1,3-propanediol, 10 parts propylene glycol, 67 parts water, 3 parts surfactant Composition S3: Glycerin 30 parts, water 67 parts, surfactant 3 parts mixture composition S4: Diethylene glycol 30 parts, water 67 parts, surfactant 3 parts mixture composition S5: Diethylene glycol monomethyl ether 30 parts, water 67 parts, Surfactant 3 parts Surfactant F1: Olphine E1010 (HLB 13, Nissin Chemical Co., Ltd.) Surfactant F2: Dynol 607 (HLB 8, Air Products)
  • Example 2 The maintenance liquids M1 to M19 prepared with the compositions shown in Table 3 were evaluated. The evaluation results are summarized in Table 4.
  • the ink used for the miscibility evaluation was prepared by mixing a total of 100 parts having the following composition.
  • Cab-O-Jet 465 surface-treated pigment dispersion, manufactured by Cabot
  • Glycerin 10 parts
  • Propylene glycol 10 parts
  • Olfine E1010 1.0 part
  • AE986B acrylic resin emulsion, manufactured by JSR
  • Ion exchange water 39 parts
  • the pH was measured with a HM25R manufactured by Toa DKK Corporation at a measurement temperature of 25 ° C.
  • the surface tension was measured by the Wilhelmy method (manufactured by Kyowa Interface Science, model: CBVP-Z) at a measurement temperature of 25 ° C.
  • 13PD 1,3-propanediol
  • PG propylene glycol
  • GLY glycerin
  • PD 1,2-pentanediol
  • DEG diethylene glycol
  • MDG diethylene glycol monomethyl ether
  • A1 dynol 607 (acetylene glycol type, nonionic surface activity Agent)
  • A2 Olphine E1010 (acetylene glycol-based nonionic surfactant)
  • A3 Emar 20T (anionic surfactant)
  • A4 BYK-348 (silicone surfactant)
  • P Proxel LV (S ) (An antiseptic, manufactured by Arch Chemical Co., Ltd.).
  • the evaluation criteria in Table 4 are as follows. pH stability (Evaluation 2-1) A: The difference between the pH after storing in a glass bottle and storing at 60 ° C. for one month and the pH before storage is 1.0 or less B: The pH after sealing in a glass bottle and storing at 60 ° C. for one month, and before storage pH difference is 1.0 or more High temperature stability (Evaluation 2-2) A: No deposits are generated even when sealed in a glass bottle and stored at 60 ° C. for 1 month B: Low temperature stability where precipitates are generated when sealed in a glass bottle and stored at 60 ° C. for 1 month (Evaluation 2-3) A: Precipitates are not observed even after being sealed in a glass bottle at ⁇ 10 ° C. for 1 month B: Deposits are observed after being sealed in a glass bottle and stored at ⁇ 10 ° C. for 1 month
  • Examples 1 to 15 containing 1,3-propanediol were maintenance liquids for ink jet recording having excellent solubility in surfactants and being resistant to quality deterioration and good stability. .
  • Table 5 summarizes the results of evaluating the miscibility and detergency of the maintenance liquids M1, M6, M11, and M16 and the inks A to G.
  • Evaluation 3-1 The maintenance liquids M1, M6, M11, and M16 that were stored at 60 ° C. for 1 month were mixed with each ink for evaluation.
  • Evaluation 3-2 The maintenance liquids M1, M6, M11, and M16 were mixed with each ink, and then stored at 60 ° C. for 1 month to evaluate the miscibility.
  • Evaluation criteria (Evaluation 3-1, 3-2) are as follows. A: When mixed with ink, no aggregate is formed. B: When mixed with ink, aggregate is generated.
  • Evaluation 3-3 Ink jet recording apparatus (manufactured by Konica Minolta, Model No .: KM512, droplet volume 10 pL, resolution 720 dpi), 200 ml of ink and maintenance liquid were alternately passed, and then the ink was bent or non-ejection nozzles It was evaluated whether it was seen.
  • Evaluation 3-4 In the same manner as in Evaluation 3-3, after the ink and the maintenance liquid were alternately passed for 6 months, it was evaluated whether or not the ink was bent or a non-ejection nozzle was observed.
  • Evaluation criteria (Evaluation 3-3, 3-4) are as follows. A: No flying curve or non-ejection nozzle is observed. B: Flight bends and non-ejection nozzles are observed.
  • Pigment Dispersion 1 Self-dispersing black pigment “CAB-O-JET 300” (manufactured by Cabot Specialty Chemicals)
  • Pigment Dispersion 2 Self-dispersing black pigment “BONJET BLACK CW-1” (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.)
  • Pigment Dispersion 3 Self-dispersing magenta pigment “CAB-O-JET 465” (manufactured by Cabot Specialty Chemicals)
  • Pigment Dispersion 4 To 80.1 g of ion-exchanged water, 3.0 g of a styrene-acrylic acid polymer dispersant (BASF Japan “John Clyl 682” weight average molecular weight 1,700, acid value 238 mg KOH / g), Dissolve 1.8 g of triethanolamine, add 15 g of Pigment Red 122 and 0.1 g of antifoaming agent ("Surfinol 104E" manufactured by Air Products), disperse in
  • Pigment Dispersion 5 In Pigment Dispersion 4, Pigment Red 122 was replaced with Pigment Yellow 74 to obtain Pigment Dispersion 5.
  • Resin emulsion 2 Acrylic resin emulsion “AE986B” (manufactured by JSR Corporation)
  • Resin emulsion 1 Acrylic resin emulsion “VONCOAT SA-6360” (manufactured by DIC Corporation)
  • Surfactant Olphine E1010 (Nisshin Chemical Co., Ltd.)
  • the condition of evaluation 3-1 and 3-2 heated to 60 ° C. is considered to promote deterioration with time.
  • M16 using diethylene glycol deteriorated with time and miscibility with ink, but M1, M6, and M11 using 1,3-propanediol are less likely to deteriorate with time and should be stored for a long time.
  • a good maintenance liquid can be provided with no problem in performance.
  • the maintenance liquid of the present invention Since the maintenance liquid of the present invention is stable even when heated in a mixed state and the discharge property is maintained well, the maintenance liquid of the present invention cleans the ink flow path of the ink jet recording apparatus. Therefore, the maintenance liquid used was good. Up to now, there is no knowledge about the deterioration over time of the miscibility of the maintenance liquid and the ink, and the maintenance liquid of the present invention that does not impair the performance of the ink jet recording apparatus even if used for a long time is very useful. I understood that.
  • Example 4 About the water-soluble organic solvent of Table 6, the epoxy resin piece was immersed under the following conditions, and the degree of swelling and dissolution was observed. Specifically, the epoxy resin piece was immersed in each solution and allowed to stand at 60 ° C. for 4 weeks, and the state change was evaluated as follows. A: The weight change of the epoxy resin piece is within ⁇ 2% and there is almost no change in appearance. B: The weight change of the epoxy resin piece exceeds ⁇ 2%, or is swollen and dissolved.
  • 1,3-propanediol essential for the present invention, and glycerin and propylene glycol that can be preferably used in the present invention have no adverse effect on the epoxy resin.
  • N-methyl-2-pyrrolidone and sulfolane swell and dissolve the epoxy resin that constitutes the members and joints of the recording apparatus, which adversely affects the recording apparatus.

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Abstract

安定性とインク洗浄性が良好で、安全性に優れ、しかも、様々な種類のインクジェット記録用インクに広範囲に適用できる、インクジェット記録用メンテナンス液を提供する。 このインクジェット記録用メンテナンス液は、水と、水溶性有機溶媒と、界面活性剤と、を含有し、水溶性有機溶媒として1,3-プロパンジオールを含有する。水溶性有機溶媒はメンテナンス液中に好ましくは20質量%以上含有され、1,3-プロパンジオールは、水溶性有機溶媒中の30質量%以上であることが好ましい。HLBの低い界面活性剤をも良好に溶解し、広範囲のインクジェット記録用インクに適用可能である。

Description

インクジェット記録用メンテナンス液
 本発明は、インクジェット記録装置に使用されるインクを洗浄したり、インクジェットヘッド内に一時的に充填したりするメンテナンス液に関する。
 インクジェット記録装置、なかでもいわゆる水性インクジェット記録装置は、通常の薄紙やシートなどへ印刷するための家庭用のプリンタのみならず、大型の平面物や立体物などへの意匠性の付与などのために業務用としても近年多用されている。特に業務用の場合には、インクの詰まりを防止するために、インク吐出部であるインクジェットヘッドのノズル内や、ノズル出口を定期的に洗浄する必要があり、このために洗浄用の水性のメンテナンス液がインクとは別途必要とされる。
 このような水性のメンテンナンス液は、通常、水と、水溶性有機溶媒と、界面活性剤と、を含有するものであり、水溶性有機溶媒としては、エチレングリコールや、ジエチレングリコール、エチレングリコールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル類、トリエチレングリコールモノアルキルエーテル類などが通常使用される。しかし、これらの水溶性有機溶媒は、毒性が高く、誤飲による肝機能障害や腎機能障害などの中毒症状を引き起こしたり、中枢神経に悪影響を及ぼしたり、生殖毒性があることが知られている。特にエチレングリコールやジエチレングリコールは、その強い毒性から、含有量によっては、生殖毒性、特定標的臓器(腎臓、肝臓)に対する危険性を示す表示が義務付けられている。
 また、ジエチレングリコールは、水性インクジェット記録用インクで一般的に使用されるが、親水性が低い界面活性剤や樹脂を溶解しにくい。また、ジエチレングリコールは、熱等による加水分解を受けると酸性を示すため、長期保管した場合にインクのpHが低下し、溶解性や混和性が悪化し、凝集や沈降の問題を引き起こすことがある。また、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル類、トリエチレングリコールモノアルキルエーテル類と水との混合溶媒は、溶解性が低く、例えばHLBが低い界面活性剤を使用すると、高温での分離や低温での析出が起きる場合があった。これらのように、ジエチレングリコールを多く含むと、様々な問題が発生する場合があった。
 下記の特許文献1、2には、溶解性が高い、アルコール類、エーテル類、エステル類、アセテート類を含有するメンテナンス液が開示されているが、これらの溶剤は溶解性が高すぎるため、メンテナンス液中に多く含有すると、装置に使用されているゴムやプラスチック等の部材を溶解して、装置に不具合が生じる可能性がある。また、これらの有機溶媒の中には沸点や引火点が低いものが含まれ、乾燥が速いために、溶解していた物質が析出した場合にはノズルが詰まりやすくなるという問題がある。また、これらの溶剤には、安全性に問題があるものが含まれていた。
 また、これらの従来のメンテナンス液は、洗浄対象となるインク組成にも影響されやすく、様々な種類のインクジェット記録用インクに広範囲に適用できないという問題がある。このように、安定性とインク洗浄性が良好で、安全性に優れ、しかも、様々な種類のインクジェット記録用インクに広範囲に適用できるメンテナンス液は未だ完成していないのが現状である。
特開2007-119658号公報 特開2010-137458号公報
 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、安定性とインク洗浄性が良好で、安全性に優れ、しかも、様々な種類のインクジェット記録用インクに広範囲に適用できる、インクジェット記録用メンテナンス液(以下、単にメンテナンス液とも言う)を提供することにある。
 本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意研究を重ねたところ、メンテナンス液を構成する水溶性有機溶媒として、1,3-プロパンジオールを用いることにより、安定性とインク洗浄性が良好で、安全性に優れ、しかも、様々な種類のインクジェット記録用インクに広範囲に適用できる、インクジェット記録用メンテナンス液を提供することが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。
 1,3-プロパンジオールは、近年、微生物によって合成する方法が工業化され、バイオ素材として入手できるようになった。1,3-プロパンジオールは、グリセリンやプロピレングリコールなどとともに、その安全性の高さから、安全性が特に重視される化粧品や食品などの分野において幅広く使用されている。
 なお、たとえば上記の特許文献1、2においてもメンテナンス液の組成の説明の中で1,3-プロパンジオールが保湿剤の例示として記載されている。しかしながら、後述する実施例で示すような、界面活性剤に対する溶解性、水や他の溶剤との混和性、洗浄性、様々な種類のインクジェット記録用インクへの広範囲適用性、経時安定性、インクとの交互吐出性、などには言及されておらず、メンテナンス液に求められる物性を総合的に加味した場合にいずれの有機溶媒が好ましいかを検討した例は過去に存在しない。この結果、メンテナンス液の要求性能を総合的に満たす組成は未だ完成されていないのが現状である。
 また、特許文献1においては、1,3-プロパンジオールは保湿剤の単なる例示列挙であることに加えて、樹脂溶剤と保湿剤との組み合わせを必須としている。この樹脂溶剤は、インク中の樹脂分散剤などを効果的に溶解する目的で添加されているため、一部の樹脂溶剤はノズルやヘッドの部材を溶解または膨潤してトラブルを発生する。
 上記課題に対して本発明者等が鋭意検討した結果、多数の有機溶媒のなかでも、1,3-プロパンジオールが保湿剤としての効果のみならず、樹脂分散剤などの溶解性にも優れ、更に、ノズルやヘッドの部材に対する溶解や膨潤も発生しないことを発見し、これによって、上記のような要求性能を総合的に満たしつつも、樹脂溶剤を必須としない組成を見出して本発明を完成するに至った。
 具体的には、本発明では、以下のようなものを提供する。
 (1) 水と、水溶性有機溶媒と、界面活性剤と、を含有し、
 前記水溶性有機溶媒として1,3-プロパンジオールを含有する、インクジェット記録用メンテナンス液。
 (2) 前記水溶性有機溶媒は、前記インクジェット記録用メンテナンス液中に20質量%以上含有され、
 前記1,3-プロパンジオールは、前記水溶性有機溶媒の30質量%以上である、(1)に記載のインクジェット記録用メンテナンス液。
 (3) 前記インクジェット記録用メンテナンス液中に、前記1,3-プロパンジオールを10質量%以上80質量%以下含有し、下記の有機溶媒(A)、有機溶媒(B)の含有量がいずれも5%未満である、(1)又は(2)に記載のインクジェット記録用メンテナンス液。
 有機溶媒(A):アルコール、ケトン、及び、エステルからなる群より選択される、引火点60℃未満の有機溶媒。
 有機溶媒(B):含窒素複素環式化合物、及び、環状スルホンからなる群より選択される有機溶媒。
 (4) 前記水溶性有機溶媒としてプロピレングリコールおよび/またはグリセリンをさらに含有する、(1)から(3)のいずれかに記載のインクジェット記録用メンテナンス液。
 (5) 前記界面活性剤が、非イオン性界面活性剤である、(1)から(4)のいずれかに記載のインクジェット記録用メンテナンス液。
 (6) 前記界面活性剤が、アセチレングリコール系界面活性剤である、(1)から(5)のいずれかに記載のインクジェット記録用メンテナンス液。
 (7) 前記界面活性剤が、シリコン系界面活性剤である、(1)から(4)のいずれかに記載のインクジェット記録用メンテナンス液。
 (8) 前記界面活性剤として、アニオン性界面活性剤をさらに含有する、(1)から(7)のいずれかに記載のインクジェット記録用メンテナンス液。
 (9)前記界面活性剤として、HLB値14以下の界面活性剤を含有する、(1)から(8)のいずれかに記載のインクジェット記録用メンテナンス液。
 (10) (1)から(9)のいずれかに記載のインクジェット記録用メンテナンス液を用いて、インクジェット記録装置のインク吐出部分の撥液面を洗浄するインクジェット記録装置洗浄方法。
 (11) (1)から(9)のいずれかに記載のインクジェット記録用メンテナンス液を、インクジェット記録装置のインク吐出部分から吐出させることで、前記インク吐出部分の流路内を洗浄するインクジェット記録装置洗浄方法。
 (12) (1)から(9)のいずれかに記載のインクジェット記録用メンテナンス液と、
 水と、水溶性有機溶媒と、界面活性剤と、色材と、を含有する水性インクジェット記録用インクと、を備える、インクジェット記録用インクセット。
 本発明によれば、安定性とインク洗浄性が良好で、安全性に優れ、しかも、様々な種類のインクジェット記録用インクに広範囲に適用できる、インクジェット記録用メンテナンス液を提供できる。
 以下、本発明の具体的な実施形態について、詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
 以下、本発明のメンテナンス液について詳細に説明する。本発明に係るメンテナンス液は、水と、水溶性有機溶媒と、界面活性剤と、を含み、水溶性有機溶媒として1,3-プロパンジオールを含有する。
 <水>
 水としては特に限定されないが、イオン交換水や蒸留水等の脱イオン水を使用することが好ましい。インクと混和した場合に凝集を防ぐため、また、金属製の部材と接触した場合に腐食や析出が起きることを防ぐため、金属イオンの含有量は1000ppm以下、導電率は10μS/cm以下が好ましい。
 メンテナンス液中における水の割合は適宜設定され特に限定されないが、10~80質量%であることが好ましい。
 <水溶性有機溶媒>
 本発明においては、水溶性有機溶媒として1,3-プロパンジオールを含有することが必須であり本発明の特徴である。上記特許文献1の記載からも明らかなように、1,3-プロパンジオールは、メンテナンス液を構成する保湿剤の一例として例示列挙されているのみであり、しかも樹脂溶剤との併用が前提になっている。このことは、特許文献1では樹脂溶解成分と保湿成分とを、それぞれ役割分担させて2種類の有機溶媒を配合していることを意味する。この結果、樹脂溶剤の種類によっては、上記のようにノズルやヘッドの部材を溶解または膨潤するトラブルが発生する。これに対して、1,3-プロパンジオールは単独で保湿性と溶解性とを兼ね備える。
 溶解性の観点からは、1,3-プロパンジオールはジエチレングリコールやグリセリン等の高沸点グリコール類溶剤よりも溶解性が高いため、界面活性剤を溶解しやすく、また、水や他の溶剤との混和性が高いため、分離や析出物を生じにくい非常に良好な有機共溶媒としての性質を有する。このため、メンテナンス液の表面張力の調整範囲を広げることができ、さらに、メンテナンス液の洗浄効果を高めることができる。
 一方、特許文献1には樹脂溶剤として、非常に広い範囲の溶剤が列記されており、特に、実施例には樹脂溶解性が極めて高い、ジアセトンアルコール、テトラヒドロフラン、アセトニルアセトン、酢酸エチル、N,N’-ジメチルホルムアミド、スルホランが記載されている。これらは樹脂に対する溶解性が高いため、ヘッド等を構成する部材を溶解し、膨潤する危険性が高い。これらの上記溶剤に比べて、1,3-プロパンジオールは樹脂溶解性が低いため、メンテナンス液中の含有量が多い場合でも、部材の溶解や膨潤による装置の不具合が生じない。
 特に最近は、インクジェットヘッドを高密度化、微細化して、非常に精密な構造にする必要があるため、樹脂接着剤や樹脂片が膨潤したり溶解したりすると、歪みが生じたり、インクの流路が損傷する等の不具合の原因となりやすい。インクジェット記録装置の構造も複雑で高精度が求められるようになり、樹脂部材が膨潤したり溶解したりすると、記録装置そのものにも様々な不具合が生じる可能性がある。このため、インクジェットヘッドおよびインクジェット記録装置に使用される樹脂部材を溶解したり、膨潤させたりしないように、溶剤を選定することが重要になってきている。ここで、1,3-プロパンジオールが適度な溶解性を持つことについては、今まで注目されていなかったことである。
 もちろん保湿性の観点からも、1,3-プロパンジオールは沸点が高く、湿潤剤としての効果が高いのでノズルが詰まりにくい。
 これらのことから、適度な溶解性と保湿性という、異なる要求性能を両方同時に備えている1,3-プロパンジオールは、メンテナンス液に使用する溶剤として、非常に適している。
 メンテナンス液中における水溶性有機溶媒の割合は20質量%以上であることが好ましく、20~80質量%であることがより好ましく、25~60質量%であることがさらに好ましく、25~50質量%であることが特に好ましいが、メンテナンス液が使用されるインクジェット記録装置、ヘッド、使用温度範囲等、使用条件に合わせて適宜調整される。
 また、メンテナンス液中における1,3-プロパンジオールの含有量は、10質量%以上であることが好ましく、10~80質量%であることがより好ましく、10~60質量%であることがさらに好ましく、10~50質量%であることが特に好ましい。上記数字範囲内であるとメンテナンス液を、安定性とインク洗浄性が良好で、安全性に優れ、しかも、様々な種類のインクジェット記録用インクに広範囲に適用できるものとすることができる。一方、10質量%未満であると界面活性剤やその他の成分の溶解性が低下することがあるので好ましくない。
 全水溶性有機溶媒における1,3-プロパンジオールの含有量は、30質量%以上が好ましく、より好ましくは50質量%以上であり、さらに好ましくは65質量%以上であり、100質量%を占める場合も含まれる。上記数字範囲内であるとメンテナンス液を、安定性とインク洗浄性が良好で、安全性に優れ、しかも、様々な種類のインクジェット記録用インクに広範囲に適用できるものとすることができる。一方、30質量%未満であると界面活性剤やその他の成分の溶解性が低下することがあるので好ましくない。
 1,3-プロパンジオール以外の水溶性有機溶媒として、メンテナンス液の安全性や物性を損なわない範囲で、上記以外のものも使用することができる。なお、本発明における水溶性有機溶媒には水は含まれない。例えば、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、イソブチレングリコール、トリプロピレングリコール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、イソブチレングリコール、等のジオール類;グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,2,6-ヘキサントリオール等のトリオール類:メソエリスリトール、ペンタエリスリトール等の4価アルコール類;3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール、3-メトキシ-1-プロパノール、1-メトキシ-2-プロパノール、3-メトキシ-n-ブタノール等の1価のアルコール類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のオキシエチレンまたはオキシプロピレン共重合体;プロピレングリコールモノメチル(またはエチル、プロピル、ブチル、ブチル)エーテル、ジプロピレングリコールモノメチル(またはエチル、プロピル、ブチル)エーテル、トリプロピレングリコールモノメチル(またはエチル、プロピル、ブチル)エーテル、エチレングリコールモノメチル(またはエチル、プロピル、ブチル)エーテル、ジエチレングリコールモノメチル(またはエチル、プロピル、ブチル)エーテル、トリエチレングリコールモノメチル(またはエチル、プロピル、ブチル)エーテル、等の多価アルコールのモノアルキルエーテル類;プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールエチルメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル等の多価アルコールのジアルキルエーテル類;γバレロラクトン、γブチロラクトン等の環状化合物;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N-メチルエタノールアミン、N-エチルエタノールアミン、N-ブチルエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、N-プチルジエタノールアミン等のアルカノールアミン類;N,N-ジメチル-β-ブトキシプロピオンアミド、N,N-ジメチル-β-ペントキシプロピオンアミド、N,N-ジメチル-β-ヘキソキシプロピオンアミド、N,N-ジメチル-β-ヘプトキシプロピオンアミド、N,N-ジメチル-β-2-エチルヘキソキシプロピオンアミド、N,N-ジメチル-β-オクトキシプロピオンアミド、N,N-ジエチル-β-ブトキシプロピオンアミド、N,N-ジエチル-β-ペントキシプロピオンアミド、N,N-ジエチル-β-ヘキソキシプロピオンアミド、N,N-ジエチル-β-ヘプトキシプロピオンアミド、N,N-ジエチル-β-オクトキシプロピオンアミド等のアルキルアミド類、アルコール類、エステル類等が挙げられる。
 これらの水溶性有機溶媒は、単独でもまたは混合物としても、安全性や部材溶解性を損なわない範囲で使用することができる。1,3-プロパンジオール以外の水溶性有機溶媒の含有量は、特に限定されるものではないが、該メンテナンス液全量に対して、例えば、0.1~70質量%程度とすることができ、0.5~50質量%の範囲内であることが好ましく、0.5~30質量%の範囲内であることがさらに好ましい。
 これらのなかでも、メンテナンス液の物性の向上や、安全性の観点からプロピレングリコールおよび/またはグリセリンをさらに含むことが好ましい。プロピレングリコールの添加によって耐凍結性や低温流動性を向上させたり、溶解性を調整することができるという効果が得られ、グリセリンの添加によってメンテナンス液の保湿性を高めて流路内でのメンテナンス液の乾燥を防いだり、メンテナンス液とインクとの混和性を向上させるという効果が得られる。1,3-プロパンジオールとプロピレングリコールとグリセリンの混合比率は、インクジェット記録装置の特性や使用条件に合わせて、適宜調節することができる。
 メンテナンス液中の水溶性溶媒における、1,3-プロパンジオールとプロピレングリコールおよび/またはグリセリンの総量の含有量は、10~80質量%であることが好ましく、20~80質量%であることがより好ましく、20~70質量%であることがさらに好ましく、30~70質量%であることが特に好ましい。上記数字範囲内であるとメンテナンス液を、安定性とインク洗浄性が良好で、安全性に優れ、しかも、様々な種類のインクジェット記録用インクに広範囲に適用できるものとすることができる。また、メンテナンス液中における1,3-プロパンジオールとプロピレングリコールおよび/またはグリセリンの総量の含有量は、10質量%以上であることが好ましく、10~80質量%であることがより好ましく、15~70質量%であることがさらに好ましく、20~60質量%であることが特に好ましい。上記数字範囲内であるとメンテナンス液を、安定性とインク洗浄性が良好で、安全性に優れ、しかも、様々な種類のインクジェット記録用インクに広範囲に適用できるものとすることができる。
 一方、メンテナンス液の安全性や物性を損なわないために、例えば、蟻酸メチル、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン等の揮発性が高く引火性が高い有機溶媒は5%以下が好ましく、実質的に含まれていないことがさらに好ましい。引火性が低い有機溶媒は静電気等によって溶剤蒸気に引火する可能性が高いため、安全性が低く、また、揮発性が高いために臭気が強く、好ましくない。安全性が高く、低臭気で、良好な作業環境を保つため、メンテナンス液に使用する有機溶媒の引火点は、60℃以上であることが好ましい。メンテナンス液に使用する有機溶媒の引火点が60℃以上であると、引火の危険性が低いため安全性が高く、また、有機溶媒の引火点が60℃以上であると揮発性が低く、有機溶媒の蒸気を吸入する危険性が低くなり、また、メンテナンス液の臭気が少なくなるため、好ましい。
 また、ヘッドや記録装置の樹脂部材を溶解あるいは膨潤させて、装置を損傷させるおそれがある有機溶媒は5%以下が好ましく、1%未満がより好ましく、実質的に含まれていないことがさらに好ましい。このような有機溶媒として、例えば、特許文献1の実施例に記載の樹脂溶剤である、ジアセトンアルコール、テトラヒドロフラン、アセトニルアセトン、酢酸エチル、N,N’-ジメチルホルムアミド、スルホランが例示できる。
 また、5%以下が好ましく、1%未満がより好ましく、実質的に含まれていないことがさらに好ましいその他の有機溶媒として、(A)アルコール、ケトン、エステルからなる群より選択される、引火点60℃未満の有機溶媒や、(B)含窒素複素環式化合物、環状スルホンからなる群より選択される有機溶媒が挙げられる。アルコール類としては、メチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコールが挙げられる。エーテル類としては、ジオキサン、トリオキサン、テトラヒドロピラン、1,2-ジメトキシエタン、1,2-ジエトキシエタン、メチラールが挙げられる。ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトン、2-ペンタノン、3-ペンタノン、シクロヘキサノンが挙げられる。エステル類としては、蟻酸メチル、蟻酸エチル、酢酸メチル、3-メトキシブチルアセタート、プロピオン酸メチル、シュウ酸ジエチル、マレイン酸ジメチル、モノアセチン、ジアセチン、トリアセチン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、リン酸トリエチル、アセトニトリル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチルが挙げられる。含窒素化合物としては、ピリジン、α-ピコリン、β-ピコリン、γ-ピコリン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラエチレンペンタミン、ホルムアミド、N-メチルホルムアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、アセトアミドが挙げられる。複素環化合物としては、2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、モルホリン、N-メチルモルホリンが挙げられる。
 <界面活性剤>
 メンテナンス液における界面活性剤は、インク混和性や洗浄性、流路内壁への濡れ性を向上するとともに、メンテナンス液の表面張力を調整するために用いられる。界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤等が好ましく用いられる。なかでも、メンテナンス液の洗浄性と、インクとの混和性の観点から、アニオン性界面活性剤、シリコン系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤が、さらに好ましい。
 アニオン性界面活性剤としては、エマール、ラテムル、ペレックス、ネオペレックス、デモール(いずれも、花王株式会社製)、サンノール、リポラン、ライポン、リパール(いずれも、ライオン株式会社製)、非イオン性界面活性剤としては、ノイゲン、エパン、ソルゲン(いずれも、第一工業製薬株式会社製)エマルゲン、アミート、エマゾール(いずれも、花王株式会社製)、ナロアクティー、エマルミン、サンノニック(いずれも、三洋化成工業株式会社製)、フッ素系界面活性剤としては、メガファックF-114、F-410、F-440、F-447、F-553、F-556(DIC株式会社製)、サーフロンS-211、S-221、S-231、S-233、S-241、S-242、S-243、S-420、S-661、S-651、S-386(AGCセイミケミカル社製)、などが挙げられる。
 アセチレングリコール系界面活性剤としては、例えば、サーフィノール104(HLB=4)、82(HLB=4)、420(HLB=4)、440(HLB=8)、465(HLB=13)、485(HLB=17)、TG(HLB=9)、2502(HLB=8)、ダイノール604(HLB=8)、ダイノール607(HLB=8)(いずれも、アセチレングリコール系界面活性剤;エアープロダクツ社製)、オルフィンE1004(HLB=8)、E1010(HLB=13)、PD004、EXP4300(いずれも、アセチレングリコール系界面活性剤;日信化学工業株式会社製)、アセチレノールEH、E40、E60、E81、E100、E200(いずれも、アセチレングリコール系界面活性剤;川研ファインケミカル株式会社製)などが挙げられる。
 シリコン系界面活性剤としては、例えば、FZ-2122(HLB値=0)、FZ-2110(HLB=0)、FZ-7006(HLB=2)、FZ-2166(HLB=3)、FZ-2164(HLB=4)、FZ-7001(HLB=5)、FZ-2120(HLB=6)、SH 8400(HLB=7)、FZ-7002(HLB=8)、FZ-2104(HLB=9)、8029 ADDITIVE、8032 ADDITIVE、57 ADDITIVE、67 ADDITIVE、8616 ADDITIVE(いずれも、東レ・ダウコーニング社製)、KF-6012(HLB=7)、KF-6015(HLB=5)、KF-6004(HLB=9)、KF-6013(HLB=10)、KF-6011(HLB=15)、KF-6043(HLB=15)、KP-104、110、112、323、341、6004(いずれも、信越化学株式会社製)、BYK―300/302、BYK-306、BYK-307、BYK-320、BYK-325、BYK-330、BYK-331、BYK-333、BYK-337、BYK-341、BYK-344、BYK-345/346、BYK-347、BYK-348、BYK-375、BYK-377、BYK-378、BYK-UV3500、BYK-UV3510、BYK-310、BYK-315、BYK-370、BYK-UV3570、BYK-322、BYK-323、BYK-350、BYK-352、BYK-354、BYK-355、BYK-358N/361N、BYK-380N、BYK-381、BYK-392、BYK-340、BYK-Silclean3700、BYK―Dynwet800(いずれも、ビックケミー社製)などが挙げられる。
 これらの界面活性剤は、単独で用いても2種以上を併用しても良い。界面活性剤の含有量は、インク混和性や洗浄性、流路内壁への濡れ性、インクジェット吐出性に合わせて適宜調整される。界面活性剤の含有量は、メンテナンス液全量に対して、0.01~5.0質量%程度とすることが好ましく、0.1~3.0質量%の範囲内であることがより好ましい。
 HLB値とは界面活性剤の水と油(水に不溶性の有機化合物)への親和性の程度を表す値である。HLB値によってその界面活性剤の性質や用途もある程度決定される。HLB値は0から20までの値を取り、0に近いほど親油性が高く20に近いほど親水性が高くなる。HLB値によってその界面活性剤の性質はある程度決定される。HLB値が1から3程度では水にほとんど分散せず、HLB値が3から6程度では一部が水に分散し、HLB値が6から10程度では水に分散して乳濁液となり、HLB値が10から13程度では水に半透明に溶解し、HLB値が13から19程度では水に透明に溶解する。アセチレングリコール系界面活性剤のHLB値と0.1%水溶液の25℃における表面張力を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 アセチレングリコール系界面活性剤の場合、HLB値が低い程、表面張力が低くなり、溶液の浸透性を向上させることができる。しかしながら、HLB値が低いと水に溶解しにくいため、析出や分離が問題となることがあった。本発明のメンテナンス液は、後述する実施例において明らかにするように、HLB値10以下の界面活性剤をも良好に溶解するので、広範囲のHLB値の界面活性剤を使用できる。界面活性剤の適応範囲が広いと、表面張力をより低く調整して洗浄効果を高めたり、インクと混合した場合に、インク中に溶解している界面活性剤を凝集・析出させにくく、混和性にすぐれたメンテナンス液を調整することができる。
 <その他の成分>
 本発明においてメンテナンス液には、必要に応じて、更に他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、水溶性高分子化合物、分散剤、浸透剤,湿潤剤、防腐剤、酸化防止剤、導電率調整剤、pH調整剤、粘度調整剤、消泡剤、脱酸素剤などが挙げられる。これらの成分は、メンテナンス液の安全性や物性を損なわない範囲で、特に制限されることなく、使用することができる。
 <メンテナンス液の調製方法>
 メンテンス液の調製方法は、特に限定されない。例えば、水溶性有機溶媒に界面活性剤を加え、溶解した後、水を加えて調整する方法、水と溶剤を混合した水性溶媒に、界面活性剤を加えて調整する方法、界面活性剤に溶剤を溶解させた溶液と、界面活性剤を水に溶解または分散させた溶液とを混合して調整する方法などが挙げられる。調整されたメンテナンス液は、10μm以下のフィルターによってろ過精製されることが好ましい。
 <表面張力>
 メンテナンス液の表面張力は、部材表面への濡れ性や、インクとの混和性の観点から、35mN/m以下が好ましく、32mN/mがより好ましく、30mN/mが更に好ましい。一方、前記メンテナンス液をインクジェット法により吐出させる場合には、吐出ヘッドからのメンテナンス液の吐出安定性を良好にする点から、前記メンテナンス液の表面張力を20mN/m以上とすることが好ましい。
 メンテナンス液の表面張力は、上記溶媒及び上記界面活性剤を適宜選択することにより調整することができる。なお、本発明における表面張力は、測定温度25℃にてWilhelmy法(協和界面科学製 型式:CBVP-Z)で測定された値である。
 <インクジェット記録用インクセット>
 本発明のメンテナンス液は、特に限定されることなく、水性インクジェット記録用インクに対して、使用することができる。例えば、色材として、界面活性剤や水溶性樹脂によって顔料を分散したインク、顔料表面にスルホニル基、カルボキシル基、リン含有官能基、樹脂などを修飾したインク、バインダーとしては、水溶性樹脂や樹脂エマルジョンを使用したインクなどが挙げられる。また、さらに、画質や耐性を向上するために使用される、金属塩や水溶性樹脂などを含有するインクジェット記録用処理液に対しても、特に限定されることなく使用することができる。
 そして、本発明のメンテナンス液と、上記のような水性インクジェット記録用インクとのインクセットもまた本発明の一つである。
 従来のメンテナンス液の場合、調整直後のpHを7以上に調節しても、長期保管後や加温保管後にメンテナンス液のpHが7以下になってしまう場合があった。そのため、通常pH7以上に調整される上記のような水性インクジェット記録用インクと混合した場合に、凝集やゲル化の問題を引き起こすことが問題となっていた。また、メンテナンス液のpHが低くなると、インクジェット記録装置のヘッドの内部の金属部材や撥液加工したノズル面を腐食してしまう場合があるため、pHを7以上に保つことが求められる。この点、本発明のメンテナンス液は、長期保管後や加温保管後もpHが7以下に低下することがなく、安定性に優れるものである。
 また、後述する実施例で示すように、本発明のメンテナンス液は、様々な種類のインクジェット記録用インク組成に対して広範囲に適用できるという特徴があり、実際の使用においては極めて有益である。この点は、上記特許文献1、2には開示も示唆もされておらず、1,3-プロパンジオールを用いた本発明のメンテナンス液の優れた効果である。
 <インクジェット記録装置洗浄方法>
 本発明のメンテナンス液の使用方法の一例としては、インクジェット記録装置のインク吐出部分の撥液面に対して、直接メンテナンス液を噴霧したり、メンテナンス液を含浸させた布などでふき取ることで、撥液面やノズルを洗浄してもよい。また、メンテナンス液を、インクジェット記録装置のインクと置換して吐出部分から吐出させることで、インクジェット記録装置の流路内およびヘッド内部やノズル周辺を洗浄してもよい。
 以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例中、「部」は「質量部」を表す。
<試験例1>
下記混合溶液を、60℃で保存安定性を評価した。評価結果は下記A、Bで評価した。
A:均一な透明溶液で、濁りや分離、析出がみられない
B:濁りや分離、または析出がみられる
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
混合物組成S1:1,3-プロパンジオール 30部、水 67部、界面活性剤 3部
混合物組成S2:1,3-プロパンジオール 20部、プロピレングリコール 10部、水 67部、界面活性剤 3部
混合物組成S3: グリセリン 30部、水 67部、界面活性剤 3部
混合物組成S4: ジエチレングリコール 30部、水 67部、界面活性剤 3部
混合物組成S5: ジエチレングリコールモノメチルエーテル 30部、水 67部、
界面活性剤 3部
界面活性剤F1: オルフィンE1010(HLB 13、日信化学(株))
界面活性剤F2: ダイノール607(HLB 8、エアープロダクツ社)
 試験例1の結果から、1,3-プロパンジオールを含有する、S1とS2は、HLB値が低く親水性が低い界面活性剤を溶解することができた。1,3-プロパンジオールを含有することにより、高HLB値で親水性が高い界面活性剤だけでなく、低HLB値で親水性が低い界面活性剤をも安定に溶解することができ、幅広い界面活性剤を使用することができ、多様なインクに適応することが可能なメンテナンス液を提供することができる。
<試験例2>
 表3に示される組成で調整したM1~M19のメンテナンス液を評価した。評価結果をまとめて表4に示す。なお、混和性評価に使用したインクは、以下の組成の計100部を混合し、調整して使用した。
Cab-O-Jet 465(表面処理顔料分散液、キャボット製):30部、
グリセリン:10部、
プロピレングリコール:10部、
オルフィンE1010:1.0部、
AE986B(アクリル樹脂エマルジョン、JSR製):10部、
イオン交換水:39部、
 pHは、測定温度25℃にて、東亜ディーケーケー社製、HM25Rで測定を行った。表面張力は、測定温度25℃にて、Wilhelmy法(協和界面科学製 型式:CBVP-Z)で測定を行った。
 なお、表中の略称は以下に示す通りである。13PD:1,3-プロパンジオール、PG:プロピレングリコール、GLY:グリセリン、PD:1,2-ペンタンジオール、DEG:ジエチレングリコール、MDG:ジエチレングリコールモノメチルエーテル、A1:ダイノール607(アセチレングリコール系 非イオン性界面活性剤)、A2:オルフィンE1010(アセチレングリコール系 非イオン性界面活性剤)、A3:エマール20T(アニオン性界面活性剤)、A4:BYK-348(シリコン系界面活性剤)、P:プロキセルLV(S)(防腐剤、アーチケミカル社製)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表4の評価基準は以下の通りである。
pH安定性(評価2-1)
A:ガラス瓶に密閉して60℃1ヶ月保管した後のpHと、保管前のpHの差が1.0以下
B:ガラス瓶に密閉して60℃1ヶ月保管した後のpHと、保管前のpHの差が1.0以上
高温安定性(評価2-2)
A:ガラス瓶に密閉して60℃1ヶ月保管しても析出物が発生しない
B:ガラス瓶に密閉して60℃1ヶ月保管すると、析出物が発生する
低温安定性(評価2-3)
A:ガラス瓶に密閉して-10℃1ヶ月保管後も析出物の発生が見られない
B:ガラス瓶に密閉して-10℃1ヶ月保管後、析出物の発生が見られる
 表4から明らかなように、1,3-プロパンジオールを含有する実施例1~15は、界面活性剤に対する溶解性が優れ、品質劣化しにくく安定性が良好なインクジェット記録用メンテナンス液であった。
<試験例3>
 上記のメンテナンス液M1、M6,M11およびM16と、インクA~Gとの混和性および洗浄性を評価した結果を表5にまとめて示す。
 評価3-1:60℃で1ヶ月加温保管したメンテナンス液M1、M6、M11、M16と、各インクとを混和して、評価した。
 評価3-2:メンテナンス液M1、M6、M11、M16と、各インクとを混和した後、60℃で1ヶ月加温保管して、混和性を評価した。
 評価基準(評価3-1、3-2)は下記の通りである。
A:インクと混和しても凝集物を生じない
B:インクと混和すると凝集物を生じる
 評価3-3:インクジェット記録装置(コニカミノルタ製 型番:KM512 液滴量10pL、解像度720dpi)に、インクとメンテナンス液とを200mlずつ 交互に通液した後、インクの飛行曲がりや不吐出のノズルがみられるか、評価した。
 評価3-4:評価3-3と同様にして、インクとメンテナンス液とを交互に6ヶ月間通液した後、インクの飛行曲がりや不吐出のノズルがみられるか、評価した。
 評価基準(評価3-3、3-4)は下記の通りである。
A : 飛行曲がりや不吐出のノズルがみられない。
B : 飛行曲がりや不吐出のノズルがみられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
顔料分散体1: 自己分散型黒色顔料「CAB-O-JET 300」(キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ社製)
顔料分散体2: 自己分散型黒色顔料「BONJET BLACK CW-1」(オリヱント化学工業株式会社製)
顔料分散体3: 自己分散型マゼンタ顔料「CAB-O-JET 465」(キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ社製)
顔料分散体4: イオン交換水80.1gに、スチレン-アクリル酸系高分子分散剤(BASFジャパン社製「ジョンクリル682」重量平均分子量1,700、酸価238mgKOH/g)3.0gと、トリエタノールアミン1.8gを溶解させ、ピグメントレッド122を15gと消泡剤(エアープロダクツ社製「サーフィノール104E」)を0.1g加え、ジルコニアビースを用いてペイントシェーカーにて分散し、顔料分散体4を得た。
顔料分散体5: 顔料分散体4において、ピグメントレッド122を ピグメントイエロー74に置き換えて、顔料分散体5を得た。
樹脂エマルジョン2: アクリル樹脂エマルジョン「AE986B」(JSR株式会社製)
樹脂エマルジョン1: アクリル樹脂エマルジョン「VONCOAT SA-6360」(DIC株式会社製)
界面活性剤: オルフィンE1010(日信化学株式会社製)
 表5の評価3-1、3-2から明らかなように、安定性が良好であったM1、M6、M11は、いずれのインクとも問題なく混和した。一方、評価2において、安定性が不良であった、M16はいずれのインクとも凝集や沈降を引き起こしてしまった。
 評価3-1、3-2の60℃に加温した状態は、経時劣化を促進すると考えられる。ジエチレングリコールを使用したM16は、経時劣化して、インクとの混和性が悪化してしまったが、1,3-プロパンジオールを使用したM1、M6、M11は、経時劣化しにくく、長期保管しても、性能に問題が無い、良好なメンテナンス液を提供できることが理解できる。
 評価3-3の結果、インクとメンテナンス液を混合した直後は、いずれのメンテナンス液も吐出性に問題はなかった。しかしながら、評価3-4で、長期に渡って使用し続けた場合は、比較例であるM16は、吐出に不具合がみられた。メンテナンス液が、インクジェット記録装置のインク流路内を洗浄するために使用される場合においては、装置を使用しない状態が長期間に渡る場合や、連続使用によって装置の温度が著しく上昇したりする場合など、インクとメンテナンス液が混合された状態での安定性が問題となる場合がある。また、インクとメンテナンス液が交互に繰り返して使用される場合、洗浄性が悪いと、徐々に吐出性が悪化してしまう。本発明のメンテナンス液は、混合状態で加温されても安定であったことと、吐出性が良好に保たれたことから、本発明のメンテナンス液は、インクジェット記録装置のインク流路内を洗浄するために使用されるメンテナンス液として、良好なものであった。これまで、メンテナンス液とインクとの混合性の経時劣化についての知見は無く、長期に渡って使用してもインクジェット記録装置の性能を損なわない本発明のメンテナンス液は、非常に有用なものであることが分かった。
<試験例4>
 表6の水溶性有機溶媒について、下記の条件でエポキシ樹脂片を浸漬して膨潤、溶解の程度を観察した。具体的には、エポキシ樹脂片を、各溶液に浸漬し、60℃下で4週間放置して、状態変化を下記で評価した。
A : エポキシ樹脂片の重量変化が±2%以内で外観変化もほとんど無い。
B : エポキシ樹脂片の重量変化が±2%を越えている、または、膨潤、溶解している。
 表6からわかるように、本発明に必須の1,3-プロパンジオールや、本発明に好ましく併用できるグリセリンやプロピレングリコールは、エポキシ樹脂に対して悪影響を及ぼさない。一方、N-メチル-2-ピロリドンやスルホランは、記録装置の部材や接合部を構成するエポキシ樹脂を膨潤、溶解しており、記録装置に悪影響を及ぼすことが分かる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006

Claims (12)

  1.  水と、水溶性有機溶媒と、界面活性剤と、を含有し、
     前記水溶性有機溶媒として1,3-プロパンジオールを含有する、インクジェット記録用メンテナンス液。
  2.  前記水溶性有機溶媒は、前記インクジェット記録用メンテナンス液中に20質量%以上含有され、
     前記1,3-プロパンジオールは、前記水溶性有機溶媒の30質量%以上である、請求項1に記載のインクジェット記録用メンテナンス液。
  3.  前記インクジェット記録用メンテナンス液中に、前記1,3-プロパンジオールを10質量%以上80質量%以下含有し、下記の有機溶媒(A)、有機溶媒(B)の含有量がいずれも5%未満である、請求項1又は2に記載のインクジェット記録用メンテナンス液。
     有機溶媒(A):アルコール、ケトン、及び、エステルからなる群より選択される、引火点60℃未満の有機溶媒。
     有機溶媒(B):含窒素複素環式化合物、及び、環状スルホンからなる群より選択される有機溶媒。
  4.  前記水溶性有機溶媒としてプロピレングリコールおよび/またはグリセリンをさらに含有する、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用メンテナンス液。
  5.  前記界面活性剤が、非イオン性界面活性剤である、請求項1から4のいずれかに記載のインクジェット記録用メンテナンス液。
  6.  前記界面活性剤が、アセチレングリコール系界面活性剤である、請求項1から5のいずれかに記載のインクジェット記録用メンテナンス液。
  7.  前記界面活性剤が、シリコン系界面活性剤である、請求項1から4のいずれかに記載のインクジェット記録用メンテナンス液。
  8.  前記界面活性剤として、アニオン性界面活性剤をさらに含有する、請求項1から7のいずれかに記載のインクジェット記録用メンテナンス液。
  9.  前記界面活性剤として、HLB値14以下の界面活性剤を含有する、請求項1から8のいずれかに記載のインクジェット記録用メンテナンス液。
  10.  請求項1から9のいずれかに記載のインクジェット記録用メンテナンス液を用いて、インクジェット記録装置のインク吐出部分の撥液面を洗浄するインクジェット記録装置洗浄方法。
  11.  請求項1から9のいずれかに記載のインクジェット記録用メンテナンス液を、インクジェット記録装置のインク吐出部分から吐出させることで、前記インク吐出部分の流路内を洗浄するインクジェット記録装置洗浄方法。
  12.  請求項1から9のいずれかに記載のインクジェット記録用メンテナンス液と、
     水と、水溶性有機溶媒と、界面活性剤と、色材と、を含有する水性インクジェット記録用インクと、を備える、インクジェット記録用インクセット。
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