WO2014171488A1 - 活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ用メンテナンス液 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a maintenance liquid used for ink used in active energy ray curable ink jet printing.
- This maintenance liquid is used as a cleaning liquid used when cleaning the ink-jet ink, and is also used as a storage liquid filled in the head when the apparatus is stopped. That is, the present invention relates to a maintenance liquid having excellent cleaning properties and storage properties.
- the ink jet printing method is a method in which fine droplets of an ink composition are attached to a substrate to be printed to record images and characters, and is characterized in that no plate is used in the printing process.
- Other electrophotographic methods are well known as printing methods that do not use plates, but the inkjet printing method is considered to be superior in terms of device cost, running cost, printing speed, etc. Among them, the demand is further expanding. As the performance of inkjet heads has improved in recent years, attention has been focused on handling small lot printing in the existing printing market. In the printing market, productivity is important, and the single-pass method, which has a high printing speed, is mostly used.
- the cleaning liquid is required to have not only excellent cleaning properties but also storage suitability such as suppression of pigment aggregates (pigment dispersion stability) generated during ink cleaning that causes ejection failure and maintenance of water repellency of the nozzle plate. .
- the ink concentration becomes dilute when cleaning the ink, so that the dispersion of the pigment is broken and the discharge due to the clogging of the nozzles due to the pigment aggregates.
- the ink is stored in a thin state for a long period of time, and the risk of nozzle clogging increases in each stage.
- the pigment surface with broken dispersion has a very high surface free energy, and not only the pigment adheres to the ink flow path inside the printer or the head, but also firmly adheres to the nozzle plate surface. Cause water repellency to deteriorate.
- Patent Documents 1 and 2 as a study of the cleaning liquid, the surface conditioner has been used to express excellent cleaning properties and ejection properties, but the storability is not considered and the ink is dilute. It cannot withstand long-term storage in the state. These are aqueous cleaning liquids and are not suitable for use in active energy ray-curable inks.
- Patent Document 3 discloses that a dispersion resin is contained in a cleaning liquid to express cleaning performance and dispersion stability of a pigment contained in the ink.
- the pigment dispersion resin used in the active energy ray-curable ink is different from dispersion due to charge repulsion used in water or the like, and a dispersion resin having high adsorptivity is used. For this reason, if there is an excessive dispersion resin that is not adsorbed by the pigment in the maintenance liquid, the dispersion resin is adsorbed on the surface of the nozzle plate, the water repellency is deteriorated, and the ejection stability is significantly lowered.
- JP 2011-126147 A Japanese Patent No. 5027444 JP 2007-254550 A
- the present invention is a cleaning liquid used when cleaning ink used for active energy ray curable ink jet printing, and is a preservative liquid that fills the head when the apparatus is stopped, and has excellent cleaning properties. And a maintenance liquid having storability.
- the inventor uses at least one type of main liquid component, one type or more of a pigment dispersion resin, and one or more types of surface conditioners, and a cleaning solution and a storage solution for cleaning an active energy ray-curable inkjet ink.
- the present invention has been accomplished by finding that the above-mentioned problems can be solved.
- the present invention relates to the following inventions (1) to (9).
- a non-aqueous maintenance liquid for an active energy ray-curable inkjet ink containing a main liquid component, a pigment dispersion resin, and a surface conditioner
- a non-aqueous maintenance liquid for an active energy ray-curable inkjet ink wherein the main liquid component is an organic solvent and / or an active energy ray-curable compound.
- the surface conditioning agent comprises an acrylic, silicon or fluorine surface conditioning agent.
- the maintenance liquid as described above, wherein the surface conditioner comprises a silicon-based surface conditioner of polyether-modified dimethylsiloxane.
- the active energy ray-curable compound includes one or more selected from the group consisting of dipropylene glycol diacrylate, 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyl acrylate, and phenoxyethyl acrylate. , The above maintenance liquid.
- the maintenance liquid of the present invention can achieve excellent detergency and storability by containing at least one or more kinds of main liquid components, one or more kinds of pigment dispersion resins, and one or more kinds of surface conditioners. it can.
- the maintenance liquid of the present invention is a maintenance liquid for an active energy ray-curable inkjet ink containing at least one or more kinds of main liquid components, one or more kinds of pigment dispersion resins, and one or more kinds of surface conditioners.
- the maintenance liquid in the present invention can be used as a cleaning liquid or a storage liquid. Therefore, the maintenance liquid in the present invention means either or both of the cleaning liquid and the storage liquid. In this specification, the maintenance liquid may be simply referred to as a cleaning liquid.
- the cleaning liquid in the present invention is preferably used for cleaning the ink flow path and the head in the printer that ejects the energy ray curable inkjet ink from the head.
- Preservation liquid is a liquid that replaces the ink in the printer when it is not transported or printed over a long period of time, and is used to prevent ejection failures due to nozzle clogging due to hardened ink or aggregates of pigments. Is done.
- the main liquid component in the present invention a general organic solvent or an active energy ray-curable compound can be used. Moreover, an organic solvent and an active energy ray hardening-type compound can be used together as needed.
- the main liquid component is preferably contained in an amount of 85% by weight or more, more preferably 90% by weight or more with respect to 100% by weight of the maintenance liquid.
- organic solvent examples include ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol Propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monomethyl ether propionate, ethylene glycol monoethyl ether propionate, ethylene glycol monobutyl ether propionate, diethylene glycol monomethyl ether propionate, diethylene glycol monoethyl ether Terpropionate, diethylene glycol monobutyl ether propionate, propylene glycol monomethyl ether propionate, dipropylene glycol monomethyl ether propionate, ethylene glycol monomethyl ether butyrate, ethylene glycol monoethyl ether butyrate,
- ethylene glycol monobutyl ether acetate diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol diethyl ether, and tetraethylene glycol dimethyl ether are preferable.
- diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol Diethyl ether is more preferred.
- One or more organic solvents may be used as required.
- a monofunctional or bifunctional active energy ray-curable compound is suitable for setting the viscosity of the maintenance liquid suitable for cleaning.
- Specific examples include isobornyl acrylate, lauryl acrylate, cyclohexyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, 4-t-butylcyclohexyl acrylate, caprolactone-modified tetrahydrofurfuryl acrylate, t-butyl acrylate, isobutyl acrylate, isooctyl acrylate, isostearyl.
- One or more active energy ray-curable compounds may be used as necessary. Among them, it is preferable to use any of 2-phenoxyethyl acrylate, dipropylene glycol diacrylate, and 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyl acrylate from the viewpoint of viscosity, stability, and ink jet head member suitability.
- the active energy ray-curable compound is preferably contained in the maintenance liquid at 30% by weight or more. More preferably, it is 50 weight% or more, More preferably, it is 70 weight% or more.
- the viscosity of the cleaning liquid is desirably 50 mPa ⁇ s or less at 25 ° C. in order to obtain good cleaning power. Preferably, it is 5 to 30 mPa ⁇ s, more preferably 10 to 20 mPa ⁇ s.
- a maintenance liquid as a preservation
- the stability of the pigment dispersion is further improved and the effectiveness of the surface conditioner contained in the maintenance liquid is easily exhibited. It is possible to maintain a good balance of compatibility and maintain good printability with no missing nozzles.
- a pigment-dispersed resin is contained in order to improve the dispersibility of the pigment when washing the ink and the preservability as a preservation solution.
- the pigment-dispersed resin in the present invention is a resin that can disperse the pigment used in the active energy ray-curable inkjet ink, and is not particularly limited as long as it has the ability to disperse. It is desirable that the pigment-dispersed resin contained in
- pigment dispersion resin examples include a hydroxyl group-containing carboxylic acid ester, a salt of a long chain polyaminoamide and a high molecular weight acid ester, a salt of a high molecular weight polycarboxylic acid, a salt of a long chain polyaminoamide and a polar acid ester, a high molecular weight unsaturated acid ester, Polymer copolymer, modified polyurethane, modified polyacrylate, polyether ester type anionic activator, naphthalene sulfonic acid formalin condensate salt, aromatic sulfonic acid formalin condensate salt, polyoxyethylene alkyl phosphate ester, polyoxyethylene Nonylphenyl ether, stearylamine acetate, etc. can be used.
- pigment dispersion resin examples include BYK Chemie's “Anti-Terra-U (polyaminoamide phosphate)”, “Anti-Terra-203 / 204 (high molecular weight polycarboxylate)”, “Disperbyk-101 ( Polyaminoamide phosphate and acid ester), 107 (hydroxyl group-containing carboxylic acid ester), 110, 111 (copolymer containing an acid group), 130 (polyamide), 161, 162, 163, 164, 165, 166, 168, 170, LPN 22252 (block copolymer having affinity for pigment) "," 400 ",” Bykumen "(high molecular weight unsaturated acid ester),” BYK-P104, P105 (high molecular weight unsaturated acid polycarboxylic acid) " , “P104S, 240S (high molecular weight unsaturated acid polycarboxylic acid and silico System) ",” Lactimon (silicon and long chain amine and unsaturated acid poly
- a basic dispersion resin having a basic functional group having affinity for the pigment a basic dispersion resin having a urethane skeleton, and a polyalkyleneimine pigment dispersion resin are preferably used.
- a basic dispersion resin having a basic functional group having affinity for the pigment a basic dispersion resin having a urethane skeleton, and a polyalkyleneimine pigment dispersion resin are preferably used.
- “BYK-LPN22252” manufactured by BYK Chemie and “Solsperse 32000, J-100, J-180” manufactured by Lubrizol are listed. Since these have good adsorptivity to pigments and particularly good dispersion stability, even if they are different from the pigment dispersion resin contained in the ink to be washed, they have good washing properties and storage stability.
- the pigment dispersion resin is preferably contained in the cleaning liquid in an amount of 0.01% by weight to 10% by weight, more preferably 0.02% by weight to 5% by weight, and still more preferably 0.05% by weight to 3% by weight. It is as follows. Even if the pigment dispersion resin is present in a small amount of about 0.01% by weight in the cleaning liquid, the pigment dispersion stabilizing effect is exhibited when the ink is diluted, and the detergency and storage stability are improved. When the pigment-dispersed resin amount is 0.02% by weight or more, the dispersion of the pigment is further stabilized, the continuous discharge property is improved, and good printability with no nozzle omission can be maintained.
- the amount of the pigment dispersion resin is more than 5% by weight, an excess of the pigment dispersion resin that is not adsorbed by the pigment adheres to the surface of the nozzle plate of the head and causes water repellency to deteriorate.
- a surface conditioner is used in order to maintain good nozzle plate water repellency and maintain printing suitability.
- a surface conditioner is a kind of so-called surfactant having a hydrophobic group and a hydrophilic group in the molecule. Although it has a hydrophilic group, its solubility in water is low, and when added to an ink composition, its surface tension is reduced. It is something to be made.
- the surface conditioner in the present invention is a resin or compound that lowers the surface tension of the maintenance liquid by 0.5 mN / m or more when 1 wt% is added to the cleaning liquid.
- an acrylic surface conditioning agent such as an acrylic copolymer, polyether-modified polydimethylsiloxane, polyether-modified polymer.
- polyester modified polydimethylsiloxane polyester modified methylalkylsiloxane
- polyether modified polymethylalkylsiloxane polyether modified polymethylalkylsiloxane
- aralkyl modified polymethylalkylsiloxane hydroxyl group containing polyester modified polydimethylsiloxane
- acrylic group containing polyester modified polydimethyl Siloxane hydroxyl group-containing polyether-polyester-modified polydimethylsiloxane
- acrylic group-containing polyetherester-modified polydimethylsiloxane polyether-modified polysilos Offspring polymers
- surface modifier silicon such as a silicon-modified acrylate
- fluorine-based surface control agent such as fluorine-modified acrylic polymers
- These surface conditioners may be used alone or in combination of two or more as required.
- the surface conditioner By including the surface conditioner in the maintenance liquid, good cleanability and storage stability are exhibited. Although the principle is not clear, when the ink is diluted with the maintenance liquid, the dispersant adsorbed on the pigment is desorbed, and an aggregate of the pigment and an excessive dispersion resin not adsorbed on the pigment are generated. The aggregate of pigment and excess pigment dispersion resin may cause clogging of nozzles and ink flow paths.
- the surface conditioning agent is included in the maintenance liquid, the surface conditioning agent is oriented on the nozzle plate or the wall surface of the ink flow path, and the dispersion is broken and aggregated, or excess dispersion resin that does not adsorb to the pigment is on the nozzle plate surface or ink.
- silicon-based and fluorine-based surface conditioners exhibit good adhesion prevention properties.
- polyether-modified dimethylsiloxane which is a silicon-based surface conditioner, is preferable from the viewpoints of surface tension reducing ability, compatibility with curable compounds, and compatibility with inkjet ink compositions.
- the amount of the surface conditioner in the maintenance liquid in the present invention is preferably 0.01% by weight or more and 10% by weight or less, more preferably 0.2% by weight or more and 10% by weight or less, and further preferably 1% by weight. % To 10% by weight.
- the surface conditioner By including 0.01% by weight or more of the surface conditioner in the maintenance liquid, good cleaning properties are exhibited. Further, when the addition amount is large, for example, when 0.05% by weight or more is included, pigments, excess dispersion resin, etc. Adhesion to nozzles and ink flow paths can be suppressed, and continuous ejection after washing and storage stability are excellent. If the surface conditioning agent is contained in the maintenance liquid in an amount of 10% by weight or more, the viscosity becomes high and the maintenance liquid becomes unsuitable.
- the maintenance liquid in the present invention can use a polymerization inhibitor.
- an active energy ray-curable compound is used as the main liquid component of the maintenance liquid, an increase in the viscosity of the maintenance liquid can be prevented and good storage stability can be obtained by using a polymerization inhibitor.
- One or two polymerization inhibitors such as phenothiazine, hydroquinone, p-methoxyphenol, t-butylcatechol, pyrogallol, butylhydroxytoluene, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol as required
- the above can be used.
- BHT Swanox manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd., 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol
- phenothiazine manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd.
- the cleaning liquid of the present invention preferably contains 0.01 to 5% by weight of a polymerization inhibitor.
- the active energy ray-curable inkjet ink in the present invention includes at least a colorant, a polymerizable monomer, and a photopolymerization initiator, and may include a pigment dispersion resin, a surface conditioner, a polymerization inhibitor, and a solvent as necessary. it can.
- the polymerizable monomer used in the active energy ray-curable inkjet ink in the present invention the monofunctional and bifunctional active energy ray-curable compounds shown above can be used. Moreover, a polyfunctional monomer can be used as needed.
- polyfunctional monomers include trimethylolpropane triacrylate, hydroxypivalic acid trimethylolpropane triacrylate, ethoxylated phosphoric acid triacrylate, pentaerythritol triacrylate, tetramethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethane triacrylate, caprolactone-modified tri Methylolpropane triacrylate, propoxylate glyceryl triacrylate, trimethylolpropane oligoacrylate, ethoxylated trimethylolpropane triacrylate, propoxylated trimethylolpropane triacrylate, ethoxylated isocyanuric acid triacrylate, tri (2-hydroxyethylisocyanurate) tri Acrylate, tri (meth) allyl isocyanurate Trimethylolpropane triacrylate, hydroxypivalate trimethylolpropane triacrylate, ethoxylated phosphate triacryl
- Bifunctional and polyfunctional monomers may be used alone or in combination of two or more as required.
- the polymerizable monomer used in the active energy ray-curable inkjet ink it is preferable to use any of 2-phenoxyethyl acrylate, dipropylene glycol diacrylate, and 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyl acrylate.
- an oligomer or prepolymer can be used for the active energy ray-curable inkjet ink in the present invention.
- the active energy ray-curable inkjet ink in the present invention may contain the organic solvent shown above.
- the active energy ray described in the present invention refers to an energy ray that affects the electron orbit of an irradiated object such as an electron beam, ultraviolet ray, and infrared ray, and can trigger a polymerization reaction such as radical, cation, and anion.
- the energy ray is not limited to this as long as it induces a reaction.
- pigments are often used particularly in terms of weather resistance.
- achromatic pigments such as carbon black, titanium oxide, calcium carbonate, or chromatic organic pigments can be used.
- organic pigments include insoluble azo pigments such as Toluidine Red, Toluidine Maroon, Hansa Yellow, Benzidine Yellow, and Pyrazolone Red, soluble azo pigments such as Ritol Red, Helio Bordeaux, Pigment Scarlet, and Permanent Red 2B, alizarin, indanthrone, and thioindigo.
- vat dyes such as maroon, phthalocyanine organic pigments such as phthalocyanine blue and phthalocyanine green, quinacridone organic pigments such as quinacridone red and quinacridone magenta, perylene organic pigments such as perylene red and perylene scarlet, isoindolinone yellow , Isoindolinone organic pigments such as isoindolinone orange, pyranthrone organic pigments such as pyranthrone red and pyranthrone orange, thioy Digo-based organic pigments, condensed azo-based organic pigments, benzimidazolone-based organic pigments, quinophthalone-based organic pigments such as quinophthalone yellow, isoindoline-based organic pigments such as isoindoline yellow, and other pigments such as flavanthrone yellow and acylamide yellow Nickel azo yellow, copper azomethine yellow, perinone orange, anthrone orange, dian
- organic pigments are exemplified by color index (CI) numbers, C.I. I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 17, 20, 24, 74, 83, 86, 93, 109, 110, 117, 120, 125, 128, 129, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 151, 153, 154, 155, 166, 168, 180, 185, CI Pigment Orange 16, 36, 43, 51, 55, 59, 61, C.I. I.
- carbon black examples include “Special BLCAK 350, 250, 100, 550, 5, 4, 4A, 6” “Printex U, V, 140 U, 140 V, 95, 90, 85, 80, 75, 55, manufactured by Degussa. "45, 40, P, 60, L6, L, 300, 30, 3, 35, 25, A, G", “REGAL400R, 660R, 330R, 250R", “MOGUL E, L”, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation “MA7, 8, 11, 77, 100, 100R, 100S, 220, 230” “# 2700, # 2650, # 2600, # 200, # 2350, # 2300, # 2200, # 1000, # 990, # 980, # 970, # 960, # 950, # 900, # 850, # 750, # 650, # 52, # 50, # 47, # 45, # 4 L, # 44, # 40, # 33, # 332, # 30, # 25, # 20, # 10, # 5, CF9, # 95, include # 650
- titanium oxide examples include “Taipaque CR-50, 50-2, 57, 80, 90, 93, 95, 953, 97, 60, 60-2, 63, 67, 58, 58-” manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.
- the pigment used in the active energy ray-curable inkjet ink in the present invention is preferably contained in the ink in the range of 0.1 to 30% by weight in order to obtain a sufficient concentration and sufficient light resistance.
- the above-described pigment dispersion resin to the active energy ray-curable inkjet ink in the present invention. It is preferably contained in an amount of 01 to 20% by weight.
- an acidic derivative of an organic pigment is preferably blended at the time of pigment dispersion in order to further improve the dispersibility of the pigment and the storage stability of the ink.
- photopolymerization initiator in the active energy ray-curable inkjet ink of the present invention include 4- (methylphenylthio) phenyl] phenylmethanone, benzoin isobutyl ether, 2,4-diethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, benzyl 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, bis (2,4,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide, 1,2-octanedione, 1- (4- (phenylthio) -2,2- (O-benzoyloxime)), oligo (2-hydroxy-2-methyl) -1- (4- (1-Methylvinyl) phenyl) propano 1-hydroxycyclohexyl
- a sensitizer as necessary.
- Specific examples are ethyl-4-dimethylaminobenzoate, trimethylamine, methyldimethanolamine, triethanolamine, p-diethylaminoacetophenone, ethyl p-dimethylaminobenzoate, isoamyl p-dimethylaminobenzoate, N, N-dimethylbenzyl.
- An amine that does not cause an addition reaction with the polymerizable component such as amine and 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, can also be used in combination.
- the radical photopolymerization initiator and the sensitizer which are excellent in solubility in the ultraviolet curable compound and do not inhibit the ultraviolet transmittance.
- the said sensitizer is an example and is not limited to this.
- the photopolymerization initiator and sensitizer are preferably contained in an amount of 2 to 25% by weight based on the polymerizable monomer. If it is less than 2% by weight, the curing rate is remarkably deteriorated. If it is more than 25% by weight, not only the curing rate is different from that of 10% by weight, but also a dissolution residue may occur. Even if the undissolved residue is melted, there is a problem that the viscosity of the ink is increased and the inkjet dischargeability is deteriorated.
- the surface conditioner shown above it is preferable to use the surface conditioner shown above as necessary.
- the surface conditioner is preferably contained in the active energy ray-curable inkjet ink in an amount of 0.001 to 5% by weight. If it is less than 0.001% by weight, the wetting spread is poor, and if it is more than 5% by weight, the surface conditioner cannot be fully oriented at the ink interface, and only a certain effect is exhibited.
- phenothiazine, hydroquinone, p-methoxyphenol, t-to increase the viscosity stability of the ink with the passage of time, the discharge property after the passage of time, and the on-machine viscosity stability in the recording apparatus.
- One or more polymerization inhibitors such as butylcatechol, pyrogallol and butylhydroxytoluene can be used as required.
- the cleaning liquid and the active energy ray-curable inkjet ink composition in the present invention may be filtered with a filter having a pore size of 3 ⁇ m or less, preferably 1 ⁇ m or less after dissolution of the photopolymerization initiator. preferable.
- the active energy ray-curable inkjet ink of the present invention preferably has an electric conductivity of 10 ⁇ S / cm or less in a piezo head and does not cause electrical corrosion inside the head.
- the continuous type it is necessary to adjust the electric conductivity by the electrolyte. In this case, it is necessary to adjust the electric conductivity to 0.5 mS / cm or more.
- pigment dispersion resin Solsperse 32000 (manufactured by Lubrizol, polyethyleneimine basic dispersion resin) 15.0 parts monomer: dipropylene glycol diacrylate (manufactured by BASF) 55.0 parts
- the above material was stirred with a high-speed mixer or the like until uniform, and then the obtained mill base was dispersed with a horizontal sand mill for about 1 hour to prepare a pigment dispersion.
- 10.0 parts of the prepared pigment dispersion and the following materials were combined, stirred for 3 hours using a rotary disper while heating to 45 ° C., and filtered through a 1 ⁇ m membrane filter to prepare ink M1.
- Monomer Dipropylene glycol diacrylate (manufactured by BASF) 17.0 parts 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyl acrylate (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) 40.0 parts N-vinylcaprolactam (BASF) 20.0 parts
- ink W1 (Preparation of ink W1)
- the pigment used in the ink M1 was changed to a titanium oxide pigment (“PF-740” manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), and a pigment dispersion was prepared in the same procedure.
- Ink W1 was prepared in the same manner as M1, except that the amount of the pigment dispersion obtained was 30.0 parts and the N-vinylcaprolactam used in ink M1 was not added.
- Example 1 to Example 10 Next, in the formulation shown in Table 1, each component listed in the table is added with stirring sequentially from the top, and stirred for 30 minutes using a rotary disper while heating to 45 ° C., and a 1 ⁇ m membrane filter. Filtration was performed to obtain a maintenance liquid. Detergency evaluation and storage stability evaluation were performed using the obtained maintenance liquid and the ink composition.
- the numerical values shown in Tables 1 to 3 indicate the blending ratio (% by weight) of each component.
- Examples 11 to 22 In the same manner as in Examples 1 to 10, a maintenance liquid was prepared according to the formulation shown in Table 2, and cleaning performance and storage stability were evaluated.
- ⁇ Detergency evaluation> (Detergency test) 5 g of ink was placed in a 30 ml glass petri dish and uniformly spread on the inner surface of the petri dish, and then the ink was discarded. 5 g of maintenance liquid was put into the petri dish soiled with ink, and evenly spread on the inner surface of the petri dish. The petri dish was evaluated when the petri dish was washed and the maintenance liquid was discarded three times. The evaluation criteria are as follows. ⁇ : Almost no ink color residue ⁇ : Slight ink color residue ⁇ : Ink color residue
- nozzle missing refers to a phenomenon in which ink is not ejected from the nozzles due to clogging of foreign matters such as ink aggregates in the nozzles and ink flow paths.
- the evaluation criteria are as follows. ⁇ : No nozzle omission ⁇ : Nozzle omission 1 to 2 ⁇ : Nozzle omission 3 to 10 x: Nozzle omission 11 or more
- ⁇ Preservation evaluation> (Dispersion stability test) An ink diluted solution obtained by diluting the ink to 0.1% by weight with a maintenance solution was put in a glass bottle and aged for one month at 45 ° C., and the sedimentation degree of the pigment after the aging was evaluated.
- the evaluation criteria are as follows. ⁇ : Pigment hardly settles ⁇ : Pigment slightly settles ⁇ : Most pigment settles
- Nozzle plate water repellency test Immerse the nozzle plate of the head (Kyocera KJ-4A) in the ink diluted to 0.1% by weight with the maintenance liquid. After 45 months at 45 ° C, remove the cleaning liquid with a dry cloth. Thereafter, the contact angle between the surface of the nozzle plate and 1 ⁇ L of water was measured to confirm the water repellency of the nozzle plate.
- the evaluation criteria are as follows. ⁇ : Contact angle of water is 90 ° or more ⁇ : Contact angle of water is 80 ° or more and less than 90 ° ⁇ : Contact angle of water is 70 ° or more and less than 80 ° ⁇ : Contact angle of water is less than 70 °
- Examples 1 to 22 are examples containing a main liquid component, a pigment-dispersing resin, and a surface conditioner, and are good in any of cleaning properties, continuous ejection properties, dispersion stability, nozzle plate water repellency, and storage stability. Results were obtained.
- Examples 2 to 4, 7 to 9, and 11 to 16 include the same pigment dispersion resin as the ink, and the pigment dispersion resin amount is 0.02% by weight or more, so that the pigment dispersion resin is adsorbed to the pigment. Shows better dispersion stability.
- Examples 2 to 3, 7 to 9, and 11 to 16 since the amount of the pigment dispersion resin is 5% by weight or less, the amount of the excess pigment dispersion resin that is not adsorbed to the pigment is small, and good nozzle plate water repellency is achieved. Is maintained.
- Examples 7 to 10, 13, 14, 16, 20 to 22 contain 30% by weight or more of the active energy ray-curable compound used in the ink. It is excellent in compatibility, works effectively, and exhibits good continuous discharge properties.
- the surface conditioner was used in an amount of 0.2% by weight or more and 10% by weight or less, which shows better nozzle plate water repellency. Further, in Example 14, the amount of the surface conditioning agent contained 1% by weight or more and 10% by weight or less, and the active energy ray-curable compound was used, and further excellent cleaning properties, continuous ejection properties, and storage stability were obtained. Show. Examples 17 to 22 use Solsperse J-100, Solsperse J-180, and LPN 22252, which are basic dispersion resins, as the pigment dispersion resin in the cleaning liquid. Even if they are different, they show better dispersion stability. Further, Examples 20 to 22 are used in combination with the active energy ray-curable compound and show better continuous discharge properties.
- Comparative Example 1 does not contain a pigment-dispersing resin and a surface conditioner, each test result is significantly inferior.
- Comparative Examples 2 to 3 contain a pigment-dispersed resin, but do not contain a surface conditioner and have poor cleanability. In addition, the adsorption of the pigment and excess pigment dispersion resin to the nozzle plate cannot be prevented, and the storage stability is poor. Since Comparative Example 4 does not contain a pigment-dispersed resin, it has good short-term evaluation as a cleaning liquid having a cleaning property and continuous discharge property. However, as a storage solution for dispersion stability, nozzle plate water repellency, storage stability, and the like. The long-term aging evaluation of is significantly worse.
- the main liquid component, the pigment-dispersing resin, and the surface conditioner are indispensable conditions for obtaining a maintenance liquid having excellent detergency and storage stability.
- the present invention is a cleaning liquid used when cleaning ink used for active energy ray curable ink jet printing, and is a preservative liquid that fills the head when the apparatus is stopped, and has excellent cleaning properties. And can be used as a maintenance liquid for inkjet printing in industrial applications and industrial applications.
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Abstract
インクジェットインキを洗浄する際に用いる洗浄液として用いられ、また、装置を停止させている際にヘッド内に充填する保存液としても用いられる活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ用非水系メンテナンス液を提供する。 本発明の活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ用非水系メンテナンス液は、主液状成分と、顔料分散樹脂と、表面調整剤を含有し、該主液状成分が、有機溶剤及び/または活性エネルギー線硬化型化合物であり、また、メンテナンス液100重量%に対して、表面調整剤の含有量が0.01重量%以上10重量%以下である。
Description
本発明は、活性エネルギー線硬化型インクジェット印刷に使用されるインキに用いられるメンテナンス液に関する。このメンテナンス液は、インクジェットインキを洗浄する際に用いる洗浄液として用いられ、また、装置を停止させている際にヘッド内に充填する保存液としても用いられる。即ち本発明は、優れた洗浄性と保存性を有するメンテナンス液に関する。
インクジェット印刷方式は、被印刷基材に対してインク組成物の微小液滴を付着させ、画像や文字の記録を行うもので、印刷過程において版を使用しないことを特徴とする。版を使用しない印刷方式として、他にも電子写真方式がよく知られているが、装置コスト、ランニングコスト、印刷速度などの点でインクジェット印刷方式が優れているとされオンデマンド印刷に対する需要増加もあるなかで、その需要がさらに拡大している。
近年のインクジェットヘッドの性能向上に伴い、既存印刷市場の少ロット印刷対応に注目が集まっている。印刷市場では、生産性が重要であり、印刷速度が速いシングルパス方式を用いることがほとんどである。印刷市場では紙系やフィルム系などの多種多様な基材が存在し、基材によってインキの密着性が異なる。速い印刷速度と多基材印刷に対応するためには、硬化速度が速く、基材密着性の面で汎用性に優れた活性エネルギー線硬化型インキが最適である。
近年のインクジェットヘッドの性能向上に伴い、既存印刷市場の少ロット印刷対応に注目が集まっている。印刷市場では、生産性が重要であり、印刷速度が速いシングルパス方式を用いることがほとんどである。印刷市場では紙系やフィルム系などの多種多様な基材が存在し、基材によってインキの密着性が異なる。速い印刷速度と多基材印刷に対応するためには、硬化速度が速く、基材密着性の面で汎用性に優れた活性エネルギー線硬化型インキが最適である。
また、シングルパス方式では、ノズル詰まり等によるドット抜け(ノズル抜けとも言う。)が顕著に画質に反映されるため、インキには優れた吐出性が要求される。そのため、洗浄液には、優れた洗浄性のみでなく、吐出不良の原因となるインキ洗浄時に生じる顔料凝集物の抑制(顔料分散安定性)や、ノズルプレートの撥水性維持などの保存適性も求められる。
しかしながら、現状存在する洗浄液および保存液(以下、メンテナンス液とも言う。)では、インキを洗浄する際に、インキ濃度が希薄になるため、顔料の分散が壊れ、顔料凝集物によるノズルの詰まりによる吐出不良が発生する可能性が高い。特に、インキを洗浄した後、メンテナンス液をヘッド内に充填してプリンターを輸送した場合、長期にわたってインキが希薄の状態で保存され、ノズル詰まりのリスクが各段に高まる。さらに、分散が壊れた顔料表面は、非常に表面自由エネルギーが高い状態であり、顔料がプリンターやヘッド内部のインキ流路に付着するだけでなく、ノズルプレート表面にも強固に付着し、ノズルプレートの撥水性を劣化させる原因となる。
すなわち、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ用メンテナンス液の開発にあたっては、優れた洗浄性と保存性を持つことが重要である。
これまでに、洗浄液の検討として、特許文献1および2では、表面調整剤を用いて、優れた洗浄性と吐出性を発現しているが、保存性を考慮しておらず、インキが希薄な状態での長期保存に耐えることができない。また、これらは水性用の洗浄液であり、活性エネルギー線硬化型インキへの使用は適さない。一方、活性エネルギー線硬化型インキ用の洗浄液として、特許文献3では、分散樹脂を洗浄液に含有させ、洗浄性とインキに含まれる顔料の分散安定性を発現させている。しかし、活性エネルギー線硬化型インキに用いる顔料分散樹脂は、水性などに用いる電荷反発による分散とは異なり、吸着性が高い分散樹脂を使用する。このため、メンテナンス液中に顔料に吸着しない余剰の分散樹脂が存在すると、分散樹脂がノズルプレート表面に吸着し、撥水性を劣化させ、吐出安定性が著しく低下する。
以上のように、優れた洗浄性と保存性などの品質を持つ活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ洗浄用洗浄液および保存液は、いまだ得られていない現状である。
本発明は、活性エネルギー線硬化型インクジェット印刷に使用されるインキを洗浄する際に用いる洗浄液であり、かつ、装置を停止させている際にヘッド内に充填する保存液であり、優れた洗浄性と保存性を有するメンテナンス液を提供するものである。
本発明者は、少なくとも1種類以上の主液状成分と1種類以上の顔料分散樹脂、および1種類以上の表面調整剤を含有する、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ洗浄用洗浄液および保存液を用いることで、前記課題が解決されることを見出して本発明を成したものである。
すなわち本発明とは、以下の(1)~(9)の発明に関するものである。
(1)主液状成分と、顔料分散樹脂と、表面調整剤とを含有する、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ用非水系メンテナンス液であって、
該主液状成分が、有機溶剤及び/または活性エネルギー線硬化型化合物である、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ用非水系メンテナンス液。
(2)メンテナンス液100重量%に対して、表面調整剤の含有量が0.01重量%以上10重量%以下である、上記のメンテナンス液。
(3)メンテナンス液100重量%に対して、顔料分散樹脂の含有量が0.02重量%以上5重量%以下である、上記のメンテナンス液。
(4)表面調整剤が、アクリル系、シリコン系又はフッ素系の表面調整剤を含む、上記のメンテナンス液。
(5)表面調整剤が、ポリエーテル変性ジメチルシロキサンのシリコン系表面調整剤を含む、上記のメンテナンス液。
(6)前記活性エネルギー線硬化型化合物が、ジプロピレングリコールジアクリレート、アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル、及びフェノキシエチルアクリレートからなる群から選択される1種又は2種以上を含む、上記のメンテナンス液。
(7)前記活性エネルギー線硬化型化合物が、前記インキに使用される少なくとも1種類以上の重合性モノマーを含む、上記のメンテナンス液。
(8)さらに、メンテナンス液100重量%に対して0.05~5重量%の重合禁止剤を含む、上記のメンテナンス液。
(9)有機溶剤が、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート及びジエチレングリコールジエチルエーテルから選択される1種又は2種以上を含む、上記のメンテナンス液。
(1)主液状成分と、顔料分散樹脂と、表面調整剤とを含有する、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ用非水系メンテナンス液であって、
該主液状成分が、有機溶剤及び/または活性エネルギー線硬化型化合物である、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ用非水系メンテナンス液。
(2)メンテナンス液100重量%に対して、表面調整剤の含有量が0.01重量%以上10重量%以下である、上記のメンテナンス液。
(3)メンテナンス液100重量%に対して、顔料分散樹脂の含有量が0.02重量%以上5重量%以下である、上記のメンテナンス液。
(4)表面調整剤が、アクリル系、シリコン系又はフッ素系の表面調整剤を含む、上記のメンテナンス液。
(5)表面調整剤が、ポリエーテル変性ジメチルシロキサンのシリコン系表面調整剤を含む、上記のメンテナンス液。
(6)前記活性エネルギー線硬化型化合物が、ジプロピレングリコールジアクリレート、アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル、及びフェノキシエチルアクリレートからなる群から選択される1種又は2種以上を含む、上記のメンテナンス液。
(7)前記活性エネルギー線硬化型化合物が、前記インキに使用される少なくとも1種類以上の重合性モノマーを含む、上記のメンテナンス液。
(8)さらに、メンテナンス液100重量%に対して0.05~5重量%の重合禁止剤を含む、上記のメンテナンス液。
(9)有機溶剤が、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート及びジエチレングリコールジエチルエーテルから選択される1種又は2種以上を含む、上記のメンテナンス液。
本発明のメンテナンス液は、少なくとも1種類以上の主液状成分と1種類以上の顔料分散樹脂、および1種類以上の表面調整剤を含有することにより、優れた洗浄性と保存性を達成することができる。
本発明のメンテナンス液は、少なくとも1種類以上の主液状成分と1種類以上の顔料分散樹脂、および1種類以上の表面調整剤を含有する活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ用メンテナンス液である。本願発明におけるメンテナンス液は、洗浄液としても、保存液としても使用することができる。したがって、本発明においてメンテナンス液とは、洗浄液及び保存液のいずれか又は両方を意味する。また、本明細書においてメンテナンス液を、単に洗浄液と称する場合がある。
本発明における洗浄液とは、ヘッドよりエネルギー線硬化型インクジェットインキを吐出するプリンター内のインクの流路およびヘッドを洗浄するために好適に使用されるものである。また、保存液とは、輸送や長期にわたって印刷を行わない際に、プリンター内にあるインキを置換する液であり、インキの硬化物や顔料の凝集物などによるノズル詰まりによる吐出不良を防ぐために使用される。
本発明における主液状成分として、一般的な有機溶剤又は活性エネルギー線硬化型化合物を用いることができる。また、必要に応じて、有機溶剤と活性エネルギー線硬化型化合物を併用して使用することができる。
主液状成分は、メンテナンス液100重量%に対して、85重量%以上含まれることが好ましく、90重量%以上含まれることがより好ましい。
主液状成分は、メンテナンス液100重量%に対して、85重量%以上含まれることが好ましく、90重量%以上含まれることがより好ましい。
有機溶剤の具体例としては、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノブチルエーテルプロピオネート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノメチルエーテルブチレート、エチレングリコールモノエチルエーテルブチレート、エチレングリコールモノブチルエーテルブチレート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルブチレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルブチレート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルブチレート、プロピレングリコールモノメチルエーテルブチレート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルブチレート等のグリコールモノアセテート類、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールジアセテート、エチレングリコールアセテートプロピオネート、エチレングリコールアセテートブチレート、エチレングリコールプロピオネートブチレート、エチレングリコールジプロピオネート、ジエチレングリコールアセテートプロピオネート、ジエチレングリコールアセテートブチレート、ジエチレングリコールプロピオネートブチレート、ジエチレングリコールジプロピオネート、プロピレングリコールアセテートプロピオネート、プロピレングリコールアセテートブチレート、プロピレングリコールプロピオネートブチレート、プロピレングリコールジプロピオネート、ジプロピレングリコールアセテートプロピオネート、ジプロピレングリコールアセテートブチレート、ジプロピレングリコールプロピオネートブチレート、ジプロピレングリコールジプロピオネート等のグリコールジアセテート類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール等のグリコール類、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールn-プロピルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類、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-ジ-n-プロピルエーテル、ジエチレングリコール-ジ-iso-プロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、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、トリエチレングリコールエチルメチルエーテル、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、テトラエチレングリコールエチルメチルエーテル等のグリコールジエーテル類、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル等の乳酸エステル類が挙げられるが特に限定されるものではない。この中でも、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジ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が好ましく、ヘッドやプリンターの部材適正と洗浄性を考慮すると、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジエチルエーテルがより好ましい。有機溶剤は、一種または必要に応じて二種以上用いてもよい。
また、活性エネルギー線硬化型化合物を用いる場合は、メンテナンス液を洗浄に適した粘度にするために、単官能もしくは、2官能の活性エネルギー線硬化型化合物が適している。具体例としては、イソボルニルアクリレート、ラウリルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、4-t-ブチルシクロヘキシルアクリレート、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリルアクリレート、t-ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、ステアリルアクリレート、イソアミルアクリレート、トリメチロールプロパンフォルマルモノアクリレート、トリフルオロエチルアクリレート、アクリロイルモルホリン、N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム、ヒドロキシフェノキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、2-アクリロイロキシプロピルフタレート、β-カルボキシルエチルアクリレート、ベンジルアクリレート、メチルフェノキシエチルアクリレート、2-フェノキシエチルアクリレート(あるいは、そのエチレンオキサイド並び/またはプロピレンオキサイド付加モノマー)、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、1、4-シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート、N-アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド2-メトキシエチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、2-エトキシエチルアクリレート、3-メトキシブチルアクリレート、エトキシエトキシエチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、ジプロピレングリコールアクリレート、エトキシ化コハク酸アクリレート、ω-カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,9-ノナンジオールジアクリレート、1,10-デカンジオールジアクリレート、エトキシ化1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、1,4-ブタンジオールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、2-n-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,3-ブチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、エトキシ化トリプロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジアクリレート、ステアリン酸変性ペンタエリスリトールジアクリレート、ネオペンチルグリコールオリゴアクリレート、1,4-ブタンジオールオリゴアクリレート、1,6-ヘキサンジオールオリゴアクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ビスフェノールAジアクリレート、ジメチロールートリシクロデカンジアクリレート、プロポキシ化ビスフェノールAジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート、ビスフェノールFジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールFジアクリレート、プロポキシ化ビスフェノールFジアクリレート、シクロヘキサンジメタノールジアクリレート、ジメチロールジシクロペンタンジアクリレート、イソシアヌル酸ジアクリレート、プロポキシ化イソシアヌル酸ジアクリレート、アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチルなどが挙げられるがこれに限定されるものではない。活性エネルギー線硬化型化合物は、一種または必要に応じて二種以上用いてもよい。
中でも、粘度、安定性、インクジェットヘッド部材適正の点から、2-フェノキシエチルアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチルのいずれかを使用することが好ましい。
活性エネルギー線硬化型化合物は、メンテナンス液中に、30重量%以上含有させることが好ましい。より好ましくは、50重量%以上、更に好ましくは70重量%以上である。
中でも、粘度、安定性、インクジェットヘッド部材適正の点から、2-フェノキシエチルアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチルのいずれかを使用することが好ましい。
活性エネルギー線硬化型化合物は、メンテナンス液中に、30重量%以上含有させることが好ましい。より好ましくは、50重量%以上、更に好ましくは70重量%以上である。
洗浄液の粘度は、良好な洗浄力を得るために、25℃において50mPa・s以下であることが望ましい。好ましくは、5~30mPa・s、より好ましくは10~20mPa・sである。また、メンテナンス液を保存液として用いる場合、インキに使用しているモノマーを、活性エネルギー線硬化型化合物として、少なくとも1種類以上、メンテナンス液中に30重量%以上含有させることが望ましい。好ましくは、50重量%、より好ましくは70重量%以上である。インキに使用しているモノマーを活性エネルギー線硬化型化合物として、メンテナンス液中に含むことにより、顔料分散の安定性がより向上すると共に、メンテナンス液中に含まれる表面調整剤の効力を発揮しやすい相溶性のバランスを保ち、ノズル抜けの無い良好な印刷適正を保つことができる。
本発明では、インキを洗浄する際の顔料の分散性および保存液としての保存性を向上させるために顔料分散樹脂を含有する。本発明における顔料分散樹脂とは、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキに使用される顔料を分散することができる樹脂のことであり、分散する能力を有していれば特に限定しないが、洗浄するインキに含まれている顔料分散樹脂であることが望ましい。
顔料分散樹脂としては、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ステアリルアミンアセテート等を用いることができる。
顔料分散樹脂の具体例としては、BYK Chemie社製「Anti-Terra-U(ポリアミノアマイド燐酸塩)」、「Anti-Terra-203/204(高分子量ポリカルボン酸塩)」、「Disperbyk-101(ポリアミノアマイド燐酸塩と酸エステル)、107(水酸基含有カルボン酸エステル)、110、111(酸基を含む共重合物)、130(ポリアマイド)、161、162、163、164、165、166、168、170、LPN22252(顔料に親和性のあるブロック共重合物)」、「400」、「Bykumen」(高分子量不飽和酸エステル)、「BYK-P104、P105(高分子量不飽和酸ポリカルボン酸)」、「P104S、240S(高分子量不飽和酸ポリカルボン酸とシリコン系)」、「Lactimon(長鎖アミンと不飽和酸ポリカルボン酸とシリコン)」が挙げられる。
また、Efka CHEMICALS社製「エフカ44、46、47、48、49、54、63、64、65、66、71、701、764、766、7701」、「エフカポリマー100(変性ポリアクリレート)、150(脂肪族系変性ポリマー)、400、401、402、403、450、451、452、453(変性ポリアクリレート)、745(銅フタロシアニン系)」、共栄社化学社製「フローレンTG-710(ウレタンオリゴマー)、「フローノンSH-290、SP-1000」、「ポリフローNo.50E、No.300(アクリル系共重合物)」、楠本化成社製「ディスパロンKS-860、873SN、874(高分子顔料分散樹脂)、#2150(脂肪族多価カルボン酸)、#7004(ポリエーテルエステル型)」が挙げられる。
さらに、花王社製「デモールRN、N(ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩)、MS、C、SN-B(芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩)、EP」、「ホモゲノールL-18(ポリカルボン酸型高分子)、「エマルゲン920、930、931、935、950、985(ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル)、「アセタミン24(ココナッツアミンアセテート)、86(ステアリルアミンアセテート)」、ルーブリゾール社製「ソルスパース5000(フタロシアニンアンモニウム塩系)、13940(ポリエステルアミン系)、17000(脂肪酸アミン系)、24000GR、32000、33000、35000、39000、41000、53000、J-100、J-180ポリアルキレンイミン系)、日光ケミカル社製「ニッコール T106(ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート)、MYS-IEX(ポリオキシエチレンモノステアレート)、Hexagline4-0(ヘキサグリセリルテトラオレート)」、味の素ファインテクノ社製「アジスパーPB821、822、824、827、711(塩基性官能基含有共重合物)」、テゴケミサービス社製「TEGODisper685(変性ポリエステル)」等が挙げられる。
上記の中でも、顔料に親和性のある塩基性官能基を持った塩基性分散樹脂、ウレタン骨格を持った塩基性分散樹脂、ポリアルキレンイミン系の顔料分散樹脂が好ましく用いられる。
例えば、BYK Chemie社製「BYK-LPN22252」、ルーブリゾール社製「ソルスパース32000、J-100、J-180」が挙げられる。これらは、顔料への吸着性が良く、分散安定性が特に良好であるため、洗浄するインキに含まれている顔料分散樹脂と異なっていても、洗浄性および保存性が良好である。
例えば、BYK Chemie社製「BYK-LPN22252」、ルーブリゾール社製「ソルスパース32000、J-100、J-180」が挙げられる。これらは、顔料への吸着性が良く、分散安定性が特に良好であるため、洗浄するインキに含まれている顔料分散樹脂と異なっていても、洗浄性および保存性が良好である。
顔料分散樹脂は洗浄液中に0.01重量%以上10重量%以下含まれることが好ましく、より好ましくは、0.02重量%以上5重量%以下、さらに好ましくは0.05重量%以上3重量%以下である。
顔料分散樹脂は、洗浄液中に0.01重量%程度の少量が存在するだけでも、インキが希釈された際に顔料の分散安定化効果を発揮し、洗浄性および保存性が良好になる。顔料分散樹脂量が0.02重量%以上でより顔料の分散が安定化し、連続吐出性が良好となり、ノズル抜けのない良好な印刷適正を保つことができる。また、顔料分散樹脂量が5重量%より多いと、顔料に吸着しない余剰の顔料分散樹脂が、ヘッドのノズルプレート表面に付着し、撥水性が劣化する原因となる。
顔料分散樹脂は、洗浄液中に0.01重量%程度の少量が存在するだけでも、インキが希釈された際に顔料の分散安定化効果を発揮し、洗浄性および保存性が良好になる。顔料分散樹脂量が0.02重量%以上でより顔料の分散が安定化し、連続吐出性が良好となり、ノズル抜けのない良好な印刷適正を保つことができる。また、顔料分散樹脂量が5重量%より多いと、顔料に吸着しない余剰の顔料分散樹脂が、ヘッドのノズルプレート表面に付着し、撥水性が劣化する原因となる。
本発明では、良好なノズルプレート撥水性を維持し、印刷適正を保つために、表面調整剤を用いる。表面調整剤は、分子内に疎水基と親水基を有するいわゆる界面活性剤の一種で、親水基を有しながらも水に対する溶解性が小さく、インキ組成物に添加した場合、その表面張力を低下させるものである。本発明における表面調整剤とは、洗浄液中に1重量%添加した際に、メンテナンス液の表面張力を0.5mN/m以上下げる樹脂および化合物のことである。
本発明で用いる表面調整剤としては、非水系メンテナンス液に適するものが用いられ、主成分として、アクリル系共重合物等のアクリル系の表面調整剤、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンとポリエーテルの混合物、ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエステル変性メチルアルキルシロキサン、ポリエーテル変性ポリメチルアルキルシロキサン、アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサン、水酸基含有ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、アクリル基含有ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、水酸基含有ポリエーテル-ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、アクリル基含有ポリエーテルエステル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性ポリシロキサンコポリマー、シリコン変性アクリレート等のシリコン系の表面調整剤、又はフッ素系ポリオキシエチレンエーテル、フッ素変性アクリルポリマー等のフッ素系の表面調整剤、を含有するものが挙げられる。
本発明で用いる表面調整剤としては、非水系メンテナンス液に適するものが用いられ、主成分として、アクリル系共重合物等のアクリル系の表面調整剤、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンとポリエーテルの混合物、ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエステル変性メチルアルキルシロキサン、ポリエーテル変性ポリメチルアルキルシロキサン、アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサン、水酸基含有ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、アクリル基含有ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、水酸基含有ポリエーテル-ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、アクリル基含有ポリエーテルエステル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性ポリシロキサンコポリマー、シリコン変性アクリレート等のシリコン系の表面調整剤、又はフッ素系ポリオキシエチレンエーテル、フッ素変性アクリルポリマー等のフッ素系の表面調整剤、を含有するものが挙げられる。
表面調整剤の具体例としては、アクリル系として、ビックケミー社製「BYK-350、352、354、355、358N、361N、381N、381、392」、シリコン系として、ビックケミー社製「BYK-300、302、306、307、310、315、320、322、323、325、330、331、333、337、340、344、370、375、377、355、356、357、390、UV3500、UV3510、UV3570」エボニックデグサ社製「Tegorad-2100,2200、2250、2500、2700、TegoGlide-410、432、450」、フッ素系として、ネオス社製「フタージェント222F、フタージェント215M」等が挙げられるがこれに限定されるものではない。これら表面調整剤は、一種または必要に応じて二種以上用いてもよい。
表面調整剤をメンテナンス液中に含むことで、良好な洗浄性および保存性を示す。原理は定かではないが、インキがメンテナンス液で希釈されると、顔料に吸着していた分散剤が脱離して、顔料の凝集物と顔料に吸着しない余剰の分散樹脂とが生じる。この顔料の凝集物と余剰の顔料分散樹脂により、ノズルやインキ流路の詰まりが発生する場合がある。メンテナンス液中に表面調整剤を含む場合、表面調整剤がノズルプレートやインキ流路の壁面に配向し、その分散が壊れ凝集した顔料や、顔料に吸着しない余剰の分散樹脂がノズルプレート表面やインキ流路壁面に付着し、インキ流路のつまりなどが生じるのを防止する。そのため、洗浄性及び保存安定性が良好になると考えられる。
特に、シリコン系とフッ素系の表面調整剤が良好な付着防止性を示す。
中でも、表面張力低下能、硬化型化合物との相溶性、インクジェットインキ組成物との相溶性の観点から、シリコン系の表面調整剤であるポリエーテル変性ジメチルシロキサンが好ましい。
特に、シリコン系とフッ素系の表面調整剤が良好な付着防止性を示す。
中でも、表面張力低下能、硬化型化合物との相溶性、インクジェットインキ組成物との相溶性の観点から、シリコン系の表面調整剤であるポリエーテル変性ジメチルシロキサンが好ましい。
本発明におけるメンテナンス液中の表面調整剤の量は、0.01重量%以上10重量%以下が好ましく、より好ましくは、0.2重量%以上10重量%以下であり、さらに好ましくは、1重量%以上10重量%以下である。
メンテナンス液中に表面調整剤を0.01重量%以上含むことで、良好な洗浄性を示し、さらに添加量が多い際、例えば0.05重量%以上含む場合、顔料や余剰の分散樹脂などがノズルやインキ流路に付着することを抑制することができ、洗浄後の連続吐出性、保存安定性が優れる。メンテナンス液中に表面調整剤を10重量%以上含むと、粘度が高くなり、メンテナンス液として適さなくなってしまう。
本発明におけるメンテナンス液は、重合禁止剤を使用することができる。メンテナンス液の主液状成分に活性エネルギー線硬化型化合物を使用した場合、重合禁止剤を用いることで、メンテナンス液の粘度上昇を防ぎ、良好な保存安定性を有することができる。
フェノチアジン、ハイドロキノン、p-メトキシフェノール、t-ブチルカテコール、ピロガロール、ブチルヒドロキシトルエン、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール等の重合禁止剤を必要に応じて、1種類または2種類以上用いることができる。具体的には、BHTスワノックス(精工化学社製、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール)、フェノチアジン(精工化学社製)などを用いることができる。
本発明の洗浄液には、重合禁止剤を0.01~5重量%配合することが好ましい。
本発明の洗浄液には、重合禁止剤を0.01~5重量%配合することが好ましい。
本発明における活性エネルギー線硬化型インクジェットインキとは、少なくとも、着色剤、重合性モノマーおよび光重合開始剤を含み、必要に応じて顔料分散樹脂、表面調整剤、重合禁止剤、溶剤を含むことができる。
本発明における活性エネルギー線硬化型インクジェットインキに用いる重合性モノマーとしては、上記に示した単官能および2官能活性エネルギー線硬化型化合物を用いることができる。また、必要に応じて多官能モノマーを用いることができる。
多官能モノマーの具体例として、トリメチロールプロパントリアクリレート、ヒドロキシピバリン酸トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化リン酸トリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、テトラメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシレートグリセリルトリアクリレート、トリメチロールプロパンオリゴアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート、トリ(2-ヒドロキシエチルイソシアヌレート)トリアクリレート、トリ(メタ)アリルイソシアヌレートトリメチロールプロパントリアクリレート、ヒドロキシピバリン酸トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化リン酸トリアクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、テトラメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシレートグリセリルトリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタアクリレート、などが挙げられるがこれに限定されるものではない。2官能および多官能のモノマーは、一種または必要に応じて二種以上用いてもよい。
活性エネルギー線硬化型インクジェットインキに用いる重合性モノマーとしては、2-フェノキシエチルアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチルのいずれかを使用することが好ましい。
活性エネルギー線硬化型インクジェットインキに用いる重合性モノマーとしては、2-フェノキシエチルアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチルのいずれかを使用することが好ましい。
本発明における活性エネルギー線硬化型インクジェットインキには、上記以外にオリゴマー、プレポリマーと呼ばれるものを使用できる。
また、インキの低粘度化、及び基材への濡れ広がり性を向上させるために、本発明における活性エネルギー線硬化型インクジェットインキに、上記に示した有機溶剤を含有させてもよい。
本発明で説明する活性エネルギー線とは、電子線、紫外線、赤外線などの被照射体の電子軌道に影響を与え、ラジカル、カチオン、アニオンなどの重合反応の引き金となりうるエネルギー線を示すが、重合反応を誘発させるエネルギー線であれば、これに限定しない。
着色剤としては、従来、染料や顔料が広く使用されているが、特に耐候性の面から顔料を用いる場合が多い。顔料成分としては、カーボンブラック、酸化チタン、炭酸カルシウム等の無彩色の顔料または有彩色の有機顔料が使用できる。有機顔料としては、トルイジンレッド、トルイジンマルーン、ハンザエロー、ベンジジンエロー、ピラゾロンレッドなどの不溶性アゾ顔料、リトールレッド、ヘリオボルドー、ピグメントスカーレット、パーマネントレッド2Bなどの溶性アゾ顔料、アリザリン、インダントロン、チオインジゴマルーンなどの建染染料からの誘導体、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーンなどのフタロシアニン系有機顔料、キナクリドンレッド、キナクリドンマゼンタなどのキナクリドン系有機顔料、ペリレンレッド、ペリレンスカーレットなどのペリレン系有機顔料、イソインドリノンエロー、イソインドリノンオレンジなどのイソインドリノン系有機顔料、ピランスロンレッド、ピランスロンオレンジなどのピランスロン系有機顔料、チオインジゴ系有機顔料、縮合アゾ系有機顔料、ベンズイミダゾロン系有機顔料、キノフタロンエローなどのキノフタロン系有機顔料、イソインドリンエローなどのイソインドリン系有機顔料、その他の顔料として、フラバンスロンエロー、アシルアミドエロー、ニッケルアゾエロー、銅アゾメチンエロー、ペリノンオレンジ、アンスロンオレンジ、ジアンスラキノニルレッド、ジオキサジンバイオレット等が挙げられる。
有機顔料をカラーインデックス(C.I.)ナンバーで例示すると、C.I.ピグメントエロー12、13、14、17、20、24、74、83、86、93、109、110、117、120、125、128、129、137、138、139、147、148、150、151、153、154、155、166、168、180、185、C.I.ピグメントオレンジ16、36、43、51、55、59、61、C.I.ピグメントレッド9、48、49、52、53、57、97、122、123、149、168、177、180、192、202、206、215、216、217、220、223、224、226、227、228、238、240、C.I.ピグメントバイオレット19、23、29、30、37、40、50、C.I.ピグメントブルー15、15:1、15:3、15:4、15:6、22、60、64、C.I.ピグメントグリーン7、36、C.I.ピグメントブラウン23、25、26等が挙げられる。
カーボンブラックの具体例としては、デグサ社製「Special BLCAK350、250、100、550、5、4、4A、6」「PrintexU、V、140U、140V、95、90、85、80、75、55、45、40、P、60、L6、L、300、30、3、35、25、A、G」、キャボット社製「REGAL400R、660R、330R、250R」「MOGUL E、L」、三菱化学社製「MA7、8、11、77、100、100R、100S、220、230」「#2700、#2650、#2600、#200、#2350、#2300、#2200、#1000、#990、#980、#970、#960、#950、#900、#850、#750、#650、#52、#50、#47、#45、#45L、#44、#40、#33、#332、#30、#25、#20、#10、#5、CF9、#95、#260」等が挙げられる。
カーボンブラックの具体例としては、デグサ社製「Special BLCAK350、250、100、550、5、4、4A、6」「PrintexU、V、140U、140V、95、90、85、80、75、55、45、40、P、60、L6、L、300、30、3、35、25、A、G」、キャボット社製「REGAL400R、660R、330R、250R」「MOGUL E、L」、三菱化学社製「MA7、8、11、77、100、100R、100S、220、230」「#2700、#2650、#2600、#200、#2350、#2300、#2200、#1000、#990、#980、#970、#960、#950、#900、#850、#750、#650、#52、#50、#47、#45、#45L、#44、#40、#33、#332、#30、#25、#20、#10、#5、CF9、#95、#260」等が挙げられる。
酸化チタンの具体例としては、石原産業社製「タイペークCR-50、50-2、57、80、90、93、95、953、97、60、60-2、63、67、58、58-2、85」「タイペークR-820,830、930、550、630、680、670、580、780、780-2、850、855」「タイペークA-100、220」「タイペークW-10」「タイペークPF-740、744」「TTO-55(A)、55(B)、55(C)、55(D)、55(S)、55(N)、51(A)、51(C)」「TTO-S-1、2」「TTO-M-1、2」、テイカ社製「チタニックスJR-301、403、405、600A、605、600E、603、805、806、701、800、808」「チタニックスJA-1、C、3、4、5」、デュポン社製「タイピュアR-900、902、960、706、931」等が挙げられる。
本発明における活性エネルギー線硬化型インクジェットインキに使用する顔料は、十分な濃度および十分な耐光性を得るため、インキ中に0.1~30重量%の範囲で含まれることが好ましい。
本発明における活性エネルギー線硬化型インクジェットインキに、顔料の分散性およびインキの保存安定性を向上させるために上記に示した顔料分散樹脂を添加するのが好ましく、顔料分散樹脂はインキ中に0.01~20重量%含まれることが好ましい。
本発明における活性エネルギー線硬化型インクジェットインキには、顔料の分散性およびインキの保存安定性をより向上させるために、有機顔料の酸性誘導体を顔料の分散時に配合することが好ましい。
本発明における活性エネルギー線硬化型インクジェットインキにおける光重合開始剤の具体例は、4-(メチルフェニルチオ)フェニル〕フェニルメタノン、ベンゾインイソブチルエーテル、2、4-ジエチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン、ベンジル、2,4、6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタン-1-オン、ビス(2、4、6-ジメトキシベンゾイル)-2、4、4-トリメチルペンチルフォスフィンオキシド、1,2-オクタンジオン、1-(4-(フェニルチオ)-2,2-(O-ベンゾイルオキシム))、オリゴ(2-ヒドロキシ-2-メチル-1-(4-(1-メチルビニル)フェニル)プロパノン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オンおよび2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン、ベンゾフェノン、4-フェニルベンゾフェノン、イソフタルフェノン、4-ベンゾイル-4'-メチル-ジフェニルスルフィド等が挙げられ、必要に応じて複数の光重合開始剤を併用しても良い。これらの重合開始剤は一例であり、これに限定されるものではない。
本発明における活性エネルギー線硬化型インクジェットインキには、必要に応じて増感剤を用いることが望ましい。具体例は、エチル-4-ジメチルアミノベンゾエート、トリメチルアミン、メチルジメタノールアミン、トリエタノールアミン、p-ジエチルアミノアセトフェノン、p-ジメチルアミノ安息香酸エチル、p-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、N,N-ジメチルベンジルアミンおよび4,4'-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等の、前述重合性成分と付加反応を起こさないアミン類を併用することもできる。もちろん、上記光ラジカル重合開始剤や増感剤は、紫外線硬化性化合物への溶解性に優れ、紫外線透過性を阻害しないものを選択して用いることが好ましい。また、上記増感剤は一例であり、これに限定されるものではない。
上記光重合開始剤および増感剤は、重合性モノマーに対し、2~25重量%含有することが好ましい。2重量%未満であると硬化速度が著しく悪化し、25重量%より多いと、含有量が10重量%のものと硬化速度が変わらないばかりか、溶解残りが発生する場合があり、熱をかけて溶け残りを溶かしたとしても、インキの粘度が上昇し、インクジェット吐出性が悪化するという問題がある。
本発明における活性エネルギー線硬化型インクジェットインキには、必要に応じて上記に示した表面調整剤を用いることが好ましい。
表面調整剤は、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ中に0.001~5重量%含まれることが好ましい。0.001重量%未満では濡れ広がりが悪くなり、5重量%より多くても、表面調整剤がインキ界面に配向しきれず、一定の効果までしか発現しない。
本発明では、インキの経時での粘度安定性、経時後の吐出性、記録装置内での機上の粘度安定性を高めるため、重合禁止剤として、フェノチアジン、ハイドロキノン、p-メトキシフェノール、t-ブチルカテコール、ピロガロール、ブチルヒドロキシトルエン等の重合禁止剤を必要に応じて、1種類または2種類以上用いることができる。本発明のインクジェットインキには、重合禁止剤をインキ中0.01~5重量%配合することが好ましい。より好ましくは、0.05~5重量%、さらに好ましくは、0.05~1重量%である。
本発明における洗浄液および活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ組成物は、ヘッドでの詰まりを防止するため、光重合開始剤の溶解後に、孔径3μm以下、好ましくは孔径1μ以下のフィルターにて濾過することが好ましい。
また本発明の活性エネルギー線硬化型インクジェットインキは、ピエゾヘッドにおいては10μS/cm以下の電導度とし、ヘッド内部での電気的な腐食のないインキとすることが好ましい。またコンティニュアスタイプにおいては、電解質による電導度の調整が必要であり、この場合には0.5mS/cm以上の電導度に調整する必要がある。
以下実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の態様がこれらの例に限定されるものではない。なお以下については、部数は全て重量部を表す。
(インキM1の作製)
顔料: キナクリドン顔料 C.I.ピグメントバイオレット19(クライアント社製)
「INK JetMagenta E5B02」
30.0部
顔料分散樹脂: ソルスパース32000(ルーブリゾール社製、ポリエチレンイミン系塩基性分散樹脂) 15.0部
モノマー: ジプロピレングリコールジアクリレート(BASF社製)
55.0部
上記材料をハイスピードミキサー等で均一になるまで撹拌した後、得られたミルベースを横型サンドミルで約1時間分散することで、顔料分散体を作製した。
作製した顔料分散体10.0部と下記材料を組み合わせて、45℃に加熱しながら回転式ディスパーを用いて3時間撹拌し、1μmのメンブランフィルターで濾過を行い、インキM1を作製した。
顔料: キナクリドン顔料 C.I.ピグメントバイオレット19(クライアント社製)
「INK JetMagenta E5B02」
30.0部
顔料分散樹脂: ソルスパース32000(ルーブリゾール社製、ポリエチレンイミン系塩基性分散樹脂) 15.0部
モノマー: ジプロピレングリコールジアクリレート(BASF社製)
55.0部
上記材料をハイスピードミキサー等で均一になるまで撹拌した後、得られたミルベースを横型サンドミルで約1時間分散することで、顔料分散体を作製した。
作製した顔料分散体10.0部と下記材料を組み合わせて、45℃に加熱しながら回転式ディスパーを用いて3時間撹拌し、1μmのメンブランフィルターで濾過を行い、インキM1を作製した。
モノマー: ジプロピレングリコールジアクリレート(BASF社製)
17.0部
アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル(日本触媒社製)
40.0部
N-ビニルカプロラクタム(BASF社製) 20.0部
開始剤: イルガキュア819(BASF社製) 2.5部
Lucirin TPO(BASF社製) 2.5部
イルガキュア369(BASF社製) 2.5部
KAYACURE BMS(日本化薬社製) 2.5部
禁止剤: BHTスワノックス(精工化学社製) 1.0部
フェノチアジン(精工化学社製) 1.0部
表面調整剤:BYK UV3510(ビックケミー社製、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン)
1.0部
17.0部
アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル(日本触媒社製)
40.0部
N-ビニルカプロラクタム(BASF社製) 20.0部
開始剤: イルガキュア819(BASF社製) 2.5部
Lucirin TPO(BASF社製) 2.5部
イルガキュア369(BASF社製) 2.5部
KAYACURE BMS(日本化薬社製) 2.5部
禁止剤: BHTスワノックス(精工化学社製) 1.0部
フェノチアジン(精工化学社製) 1.0部
表面調整剤:BYK UV3510(ビックケミー社製、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン)
1.0部
(インキK1の作製)
上記インキM1に使用した顔料を、カーボンブラック顔料(デグサ社製「Special Black350」)に変更し、インキM1の作製と同様な手順でインキK1を作製した。
上記インキM1に使用した顔料を、カーボンブラック顔料(デグサ社製「Special Black350」)に変更し、インキM1の作製と同様な手順でインキK1を作製した。
(インキW1の作製)
上記インキM1に使用した顔料を酸化チタン顔料(石原産業社製「PF-740」)に変更し、同様な手順で顔料分散体を作製した。得られた顔料分散体分の配合量を30.0部とし、上記インキM1に使用したN-ビニルカプロラクタムを配合しないようにする他は、M1と同様な手順でインキW1を作製した。
上記インキM1に使用した顔料を酸化チタン顔料(石原産業社製「PF-740」)に変更し、同様な手順で顔料分散体を作製した。得られた顔料分散体分の配合量を30.0部とし、上記インキM1に使用したN-ビニルカプロラクタムを配合しないようにする他は、M1と同様な手順でインキW1を作製した。
(インキM2の作製)
上記インキM1に使用した顔料分散樹脂をソルスパースJ-100(ルーブリゾール社製、ポリエチレンイミン系塩基性分散樹脂)に変更し、インキM1の作製と同様な手順でインキM2を作製した。
上記インキM1に使用した顔料分散樹脂をソルスパースJ-100(ルーブリゾール社製、ポリエチレンイミン系塩基性分散樹脂)に変更し、インキM1の作製と同様な手順でインキM2を作製した。
[実施例1~実施例10]
次に、表1に示す配合処方にて、表に記載の各成分を上から順次、撹拌しながら添加し、45℃に加熱しながら回転式ディスパーを用いて30分撹拌し、1μmのメンブランフィルターで濾過を行い、メンテナンス液を得た。得られたメンテナンス液と上記インキ組成物を用いて、洗浄性評価および保存性評価を実施した。
なお、表1~3中に示す数値は、各成分の配合割合(重量%)を示す。
次に、表1に示す配合処方にて、表に記載の各成分を上から順次、撹拌しながら添加し、45℃に加熱しながら回転式ディスパーを用いて30分撹拌し、1μmのメンブランフィルターで濾過を行い、メンテナンス液を得た。得られたメンテナンス液と上記インキ組成物を用いて、洗浄性評価および保存性評価を実施した。
なお、表1~3中に示す数値は、各成分の配合割合(重量%)を示す。
[実施例11~実施例22]
実施例1~10と同様に、表2に示す配合処方にて、メンテナンス液を作製し、洗浄性評価および保存性評価を実施した。
実施例1~10と同様に、表2に示す配合処方にて、メンテナンス液を作製し、洗浄性評価および保存性評価を実施した。
[比較例1~比較例4]
実施例1~10と同様に、表3に示す配合処方にて、メンテナンス液を作製し、洗浄性評価および保存性評価を実施した。
実施例1~10と同様に、表3に示す配合処方にて、メンテナンス液を作製し、洗浄性評価および保存性評価を実施した。
表1~3におけるメンテナンス液の原料は、以下の通りである。
有機溶剤
BuCBAc:ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(ダイセル化学社製)
DEDG:ジエチルジグリコール(日本乳化剤社製)
活性エネルギー線硬化型化合物
DPGDA:ジプロピレングリコールジアクリレート(BASF社製)
VEEA:アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル(日本触媒社製)
PEA:フェノキシエチルアクリレート(サートマー社製)
顔料分散樹脂
SP32000:ソルスパース32000(ルーブリゾール社製、ポリエチレンイミン系塩基性分散樹脂)
EFKA7701:EFKA7701(Efka Chemicals社製)
SP J-100:ソルスパースJ-100(ルーブリゾール社製、ポリエチレンイミン系塩基性分散樹脂)
SP J-180:ソルスパースJ-180(ルーブリゾール社製、ポリエチレンイミン系塩基性分散樹脂)
LPN22252:LPN22252(ビックケミー社製、ウレタン骨格塩基性分散樹脂)
表面調整剤
BYK UV3510:BYK-UV3510(ビックケミー社製、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン)
BYK 333:BYK-333(ビックケミー社製、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン)
FT222F:フタージェント222F(ネオス社製、ノニオン性フッ素系界面活性剤)
BYK 361N:BYK 361N(ビックケミー社製、アクリル系表面調整剤)
重合禁止剤
BHT:BHTスワノックス(精工化学社製)
有機溶剤
BuCBAc:ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(ダイセル化学社製)
DEDG:ジエチルジグリコール(日本乳化剤社製)
活性エネルギー線硬化型化合物
DPGDA:ジプロピレングリコールジアクリレート(BASF社製)
VEEA:アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル(日本触媒社製)
PEA:フェノキシエチルアクリレート(サートマー社製)
顔料分散樹脂
SP32000:ソルスパース32000(ルーブリゾール社製、ポリエチレンイミン系塩基性分散樹脂)
EFKA7701:EFKA7701(Efka Chemicals社製)
SP J-100:ソルスパースJ-100(ルーブリゾール社製、ポリエチレンイミン系塩基性分散樹脂)
SP J-180:ソルスパースJ-180(ルーブリゾール社製、ポリエチレンイミン系塩基性分散樹脂)
LPN22252:LPN22252(ビックケミー社製、ウレタン骨格塩基性分散樹脂)
表面調整剤
BYK UV3510:BYK-UV3510(ビックケミー社製、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン)
BYK 333:BYK-333(ビックケミー社製、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン)
FT222F:フタージェント222F(ネオス社製、ノニオン性フッ素系界面活性剤)
BYK 361N:BYK 361N(ビックケミー社製、アクリル系表面調整剤)
重合禁止剤
BHT:BHTスワノックス(精工化学社製)
<洗浄性評価>
(洗浄性試験)
30mlのガラスシャーレにインキを5g入れ、シャーレ内面に均一に延ばした後、インキを廃棄した。インキで汚れたシャーレ内に、メンテナンス液を5g入れ、シャーレ内面に均一に延ばし、シャーレを洗浄、メンテナンス液廃棄を3回繰り返した時のシャーレの色残りを評価した。
評価基準は以下の通りであり、○以上を良好とする。
◎:ほとんどインキの色残りがない
○:わずかにインキの色残りあり
×:インキの色残りがある
(洗浄性試験)
30mlのガラスシャーレにインキを5g入れ、シャーレ内面に均一に延ばした後、インキを廃棄した。インキで汚れたシャーレ内に、メンテナンス液を5g入れ、シャーレ内面に均一に延ばし、シャーレを洗浄、メンテナンス液廃棄を3回繰り返した時のシャーレの色残りを評価した。
評価基準は以下の通りであり、○以上を良好とする。
◎:ほとんどインキの色残りがない
○:わずかにインキの色残りあり
×:インキの色残りがある
(連続吐出試験)
プリンターのヘッド(京セラ社製KJ-4A)にインキを入れ、1万発吐出した後、メンテナンス液をつけた布でノズルをふき取る作業を100回実施後、ノズル抜けを確認した。なお、ノズル抜けとは、ノズルやインキ流路にインキ凝集物等の異物が詰まるなどして、ノズルからインキが吐出されない現象のことである。
評価基準は以下の通りであり、○以上を良好とする。
◎:ノズル抜けなし
○:ノズル抜け1~2個
△:ノズル抜け3個~10個
×:ノズル抜け11個以上
プリンターのヘッド(京セラ社製KJ-4A)にインキを入れ、1万発吐出した後、メンテナンス液をつけた布でノズルをふき取る作業を100回実施後、ノズル抜けを確認した。なお、ノズル抜けとは、ノズルやインキ流路にインキ凝集物等の異物が詰まるなどして、ノズルからインキが吐出されない現象のことである。
評価基準は以下の通りであり、○以上を良好とする。
◎:ノズル抜けなし
○:ノズル抜け1~2個
△:ノズル抜け3個~10個
×:ノズル抜け11個以上
<保存性評価>
(分散安定性試験)
メンテナンス液でインキを0.1重量%まで希釈したインキ希釈液を、ガラス瓶に入れて45℃で1ヵ月経時し、経時後の顔料の沈降度合を評価した。
評価基準は以下の通りであり、○以上を良好とする。
◎:ほとんど顔料が沈降しない
○:わずかに顔料が沈降する
×:ほとんどの顔料が沈降する
(分散安定性試験)
メンテナンス液でインキを0.1重量%まで希釈したインキ希釈液を、ガラス瓶に入れて45℃で1ヵ月経時し、経時後の顔料の沈降度合を評価した。
評価基準は以下の通りであり、○以上を良好とする。
◎:ほとんど顔料が沈降しない
○:わずかに顔料が沈降する
×:ほとんどの顔料が沈降する
(ノズルプレート撥水性試験)
メンテナンス液でインキを0.1重量%まで希釈したインキ希釈液に、ヘッド(京セラ社製KJ-4A)のノズルプレート部分を浸漬して、45℃1ヵ月経時し、乾いた布で洗浄液を取り除いたのち、ノズルプレート表面と水1μLの接触角を測定してノズルプレート撥水性を確認した。
評価基準は以下の通りであり、△以上を良好とする。
◎:水の接触角が90°以上
○:水の接触角が80°以上90°未満
△:水の接触角が70°以上80°未満
×:水の接触角が70°未満
メンテナンス液でインキを0.1重量%まで希釈したインキ希釈液に、ヘッド(京セラ社製KJ-4A)のノズルプレート部分を浸漬して、45℃1ヵ月経時し、乾いた布で洗浄液を取り除いたのち、ノズルプレート表面と水1μLの接触角を測定してノズルプレート撥水性を確認した。
評価基準は以下の通りであり、△以上を良好とする。
◎:水の接触角が90°以上
○:水の接触角が80°以上90°未満
△:水の接触角が70°以上80°未満
×:水の接触角が70°未満
(保存安定性試験)
ヘッド内のインキ濃度が0.1重量%になるまでメンテナンス液を充填してインキを洗浄し、ヘッドを取り外して45℃1ヶ月経時し、インキを再充填して印刷テストを行った。
◎:ノズル抜けなし
○:ノズル抜け1~2個
△:ノズル抜け3個~10個
×:ノズル抜け11個以上
ヘッド内のインキ濃度が0.1重量%になるまでメンテナンス液を充填してインキを洗浄し、ヘッドを取り外して45℃1ヶ月経時し、インキを再充填して印刷テストを行った。
◎:ノズル抜けなし
○:ノズル抜け1~2個
△:ノズル抜け3個~10個
×:ノズル抜け11個以上
実施例1~22は、主液状成分と顔料分散樹脂と表面調整剤を含有した例であり、洗浄性、連続吐出性、分散安定性、ノズルプレート撥水性、保存安定性のいずれにおいても、良好な結果が得られた。
実施例2~4、7~9、11~16は、インキと同じ顔料分散樹脂を含み、かつ顔料分散樹脂量が0.02重量%以上含まれているため、顔料へ顔料分散樹脂が吸着し、より良好な分散安定性を示している。また、実施例2~3、7~9、11~16は、顔料分散樹脂量が5重量%以下であるため、顔料に吸着しない余剰の顔料分散樹脂量が少なく、良好なノズルプレート撥水性を維持している。
実施例7~10、13、14、16、20~22は、インキに使用している活性エネルギー線硬化型化合物を30重量%以上含有しており、顔料分散樹脂と表面調整剤がインキとの相溶性に優れ、有効に作用し、さらに良好な連続吐出性を示している。
実施例7~10、13、14、16、20~22は、インキに使用している活性エネルギー線硬化型化合物を30重量%以上含有しており、顔料分散樹脂と表面調整剤がインキとの相溶性に優れ、有効に作用し、さらに良好な連続吐出性を示している。
実施例11~14は、表面調整剤を0.2重量%以上10重量%以下使用しており、より良好なノズルプレート撥水性を示す。さらに実施例14は、表面調整剤量が1重量%以上10重量%以下含有し、かつ、活性エネルギー線硬化型化合物を使用しており、さらに良好な洗浄性と連続吐出性、保存安定性を示している。
実施例17~22は、洗浄液中の顔料分散樹脂として、塩基性分散樹脂であるソルスパースJ-100、ソルスパースJ-180、LPN22252を使用しており、インキに使用している顔料分散樹脂と種類が異なっていても、より良好な分散安定性を示している。さらに、実施例20~22は、活性エネルギー線硬化型化合物と併用しており、より良好な連続吐出性を示している。
実施例17~22は、洗浄液中の顔料分散樹脂として、塩基性分散樹脂であるソルスパースJ-100、ソルスパースJ-180、LPN22252を使用しており、インキに使用している顔料分散樹脂と種類が異なっていても、より良好な分散安定性を示している。さらに、実施例20~22は、活性エネルギー線硬化型化合物と併用しており、より良好な連続吐出性を示している。
比較例1は、顔料分散樹脂および表面調整剤を含まないため、各試験結果において著しく劣る結果となっている。
比較例2~3は、顔料分散樹脂を含むが、表面調整剤が含まれておらず、洗浄性が悪い。また、ノズルプレートへの顔料および余剰の顔料分散樹脂の吸着を防ぐことができず、保存安定性が悪い。
比較例4は、顔料分散樹脂を含まないため、洗浄性と連続吐出性の洗浄液としての短期的な評価は良好であるが、分散安定性、ノズルプレート撥水性、保存安定性などの保存液としての長期経時評価が著しく悪くなっている。
比較例4は、顔料分散樹脂を含まないため、洗浄性と連続吐出性の洗浄液としての短期的な評価は良好であるが、分散安定性、ノズルプレート撥水性、保存安定性などの保存液としての長期経時評価が著しく悪くなっている。
以上の結果から、優れた洗浄性と保存性を有するメンテナンス液を得るためには、主液状成分と顔料分散樹脂と表面調整剤を含有することが必須条件であることが確認された。
本発明は、活性エネルギー線硬化型インクジェット印刷に使用されるインキを洗浄する際に用いる洗浄液であり、かつ、装置を停止させている際にヘッド内に充填する保存液であり、優れた洗浄性と保存性を示すことから、例えば工業用途や産業用途でのインクジェット印刷のメンテナンス液に利用することができる。
Claims (9)
- 主液状成分と、顔料分散樹脂と、表面調整剤とを含有する、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ用非水系メンテナンス液であって、
該主液状成分が、有機溶剤及び/または活性エネルギー線硬化型化合物である、活性エネルギー線硬化型インクジェットインキ用非水系メンテナンス液。 - メンテナンス液100重量%に対して、表面調整剤の含有量が0.01重量%以上10重量%以下である、請求項1に記載のメンテナンス液。
- メンテナンス液100重量%に対して、顔料分散樹脂の含有量が0.02重量%以上5重量%以下である、請求項1または2に記載のメンテナンス液。
- 表面調整剤が、アクリル系、シリコン系又はフッ素系の表面調整剤を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のメンテナンス液。
- 表面調整剤が、ポリエーテル変性ジメチルシロキサンのシリコン系表面調整剤を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載のメンテナンス液。
- 前記活性エネルギー線硬化型化合物が、ジプロピレングリコールジアクリレート、アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル、及びフェノキシエチルアクリレートからなる群から選択される1種又は2種以上を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載のメンテナンス液。
- 前記活性エネルギー線硬化型化合物が、前記インキに使用される少なくとも1種類以上の重合性モノマーを含む、請求項1~6のいずれか1項に記載のメンテナンス液。
- さらに、メンテナンス液100重量%に対して0.05~5重量%の重合禁止剤を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載のメンテナンス液。
- 有機溶剤が、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート及びジエチレングリコールジエチルエーテルから選択される1種又は2種以上を含む、請求項1~8のいずれか1項に記載のメンテナンス液。
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| Publication Number | Publication Date |
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