专利名称：油墨供给系统填充液的制作方法
技术领域：
本发明涉及在保管、运输使用溶剂油墨的喷墨装置或喷墨头时填充到油墨供给系统中的填充液，该油墨供给系统填充液避免喷墨头喷嘴的堵塞，最终防止与替换的溶剂油墨之间产生的油墨喷射不良问题。
背景技术：
由于在打印机的安装地点进行溶剂油墨的喷射调整非常麻烦，优选在打印机出货时事先进行喷射调整。于是，当在喷墨头中填充了溶剂油墨的状态下运输时，伴随溶剂油墨的固化容易产生喷嘴堵塞。为了避免该情况，有排出溶剂油墨并用清洗液清洗的方法，但存在不能完全清洗而残留的油墨固化的问题。
另外，作为喷墨头用填充液，已知有多种填充液，例如，提出了由无色的不挥发性有机溶剂特别是水溶性有机溶剂构成的填充液、含有水和1，2-己二醇的填充液，但实际上是使用水性油墨时的填充液(专利文献1、2)。提出了以油性油墨为对象的由含有沸点在150～350℃的醇类溶剂的非水溶剂构成的喷墨头用填充液，但难以防止在长期保管时油墨中的颜料凝聚或防止喷嘴头附着物(专利文献3)。提出了在墨头内填充从UV油墨中除去光固化引发剂所得的油墨的喷墨记录装置，但由于是针对UV油墨的填充液，不适用于使用溶剂油墨的喷墨记录装置(专利文献4)。
专利文献1日本专利特开平9-327934号公报专利文献2日本专利特开2004-243543号公报专利文献3日本专利特开2005-288728号公报专利文献4日本专利特开2005-1302号公报
发明内容
发明要解决的课题作为对上述问题最有效的处理方法，有将以与溶剂油墨的溶剂成分类似的高沸点有机溶剂为基础的填充液填充到油墨供给系统进行保管、运输的方法，但具有替换成油墨时产生油墨微粒飞行方向不稳定及由喷嘴周边的附着物造成的油墨不喷射(喷嘴堵塞的一种)的缺点。
本发明是鉴于上述课题而进行的，其目的在于提供一种在保管、运输使用溶剂油墨的喷墨装置或喷墨头时填充到油墨供给系统中的填充液，该油墨供给系统填充液避免喷墨头喷嘴的堵塞，并且，最终防止与替换的溶剂油墨之间产生的油墨喷射不良。
解决课题的手段本发明的上述目的通过以下方案完成。
即，本发明提供一种油墨供给系统填充液，其是在使用溶剂油墨的喷墨装置或喷墨头中代替油墨填充到油墨供给系统中的填充液，该油墨供给系统填充液含有沸点至少为200℃以上的有机溶剂和氟系表面活性剂。
提供根据上述本发明的油墨供给系统填充液，其中，所述溶剂油墨中的有机溶剂成分和所述油墨供给系统填充液的有机溶剂成分中的至少一种是化学结构中具有二醇醚基团的有机溶剂。
提供根据上述本发明的油墨供给系统填充液，其中，所述油墨供给系统填充液的有机溶剂成分的一部分是有机胺。
提供根据上述本发明的油墨供给系统填充液，其中，所述氟系表面活性剂是非离子型或阴离子型。
提供根据上述本发明的油墨供给系统填充液，其中，所述油墨供给系统填充液的氟系表面活性剂含量为10～10000ppm。
提供根据上述本发明的油墨供给系统填充液，其中，所述油墨供给系统填充液的表面张力为15～26mN/m。
发明效果根据本发明，可以提供在保管、运输使用溶剂油墨的喷墨装置或喷墨头时避免喷墨头喷嘴的堵塞，并且最终防止与替换的溶剂油墨之间产生的油墨喷射不良的油墨供给系统填充液。
图1是表示油墨供给系统填充液中氟系表面活性剂的添加量与粘度、表面张力的关系的图。
具体实施例方式
对本发明进一步详细说明。在使用溶剂油墨的喷墨装置或喷墨头中代替溶剂油墨填充到油墨供给系统中的本发明的填充液(油墨供给系统填充液)通常选择与溶剂油墨相容性良好的高沸点的有机溶剂，优选为沸点至少为200℃以上的有机溶剂。但是，将油墨供给系统填充液替换为溶剂油墨后，油墨微粒的飞行方向不稳定，严重的情况下经常会在喷嘴的内部或周边产生异物附着。特别是，在油墨供给系统中填充一次溶剂油墨，并实施墨头的喷射调整，然后充分进行油墨供给系统的清洗后，再向油墨供给系统加入油墨供给系统填充液的情况下，油墨供给系统的清洗也不完全，在长期保管、运输后替换为溶剂油墨再次进行油墨喷射的情况下更为显著。
本发明人们推测其原因是(1)以往所使用的油墨供给系统填充液和溶剂油墨接触时油墨成分变得不稳定，附着到喷墨头喷嘴内部，其结果，发生以油墨成分的附着部分为核的气蚀现象、由于喷嘴周边的附着物而产生油墨微粒的飞行方向变化以及导致油墨的不喷射。(2)另外，使用以与溶剂油墨相容性高的有机溶剂(包含后述本发明的填充液用有机溶剂)为主成分的清洗液来清洗油墨供给系统，特别是清洗喷嘴的情况下，由于所谓的溶剂冲击，油墨成分的颜料或树脂附着在喷嘴内或喷嘴端面，容易发生与上述(1)同样的现象。这些现象可以称为广义上的喷嘴的堵塞。
这种广义上的喷嘴的堵塞在油墨为颜料油墨时显著发生。
因此，研究了油墨供给系统填充液或清洗液与溶剂油墨特别是颜料分散型溶剂油墨接触时，将油墨成分的不稳定化控制在最小限度，防止油墨成分附着到喷嘴内部，即使油墨成分附着到喷嘴也要将其程度控制在最小限度的油墨供给系统填充液的组成。具体而言，尝试应用以与溶剂油墨的溶剂成分类似的高沸点有机溶剂为基础，向其中添加各种添加剂(例如，颜料分散剂、抗氧化剂、胺类稳定剂等)、通常的表面活性剂得到的油墨供给系统填充液，但是得不到显著的改善效果。在这种情况下，发现含有沸点至少为150℃以上、优选沸点为200℃以上的一种以上有机溶剂和氟系表面活性剂的油墨供给系统填充液具有优良的效果。该效果与通常的表面活性剂不同，是通过氟系表面活性剂特有的优良润湿效果和颜料分散性、清洗性，赋予了防止油墨供给系统内残留的油墨以及将油墨供给系统内的油墨供给系统填充液替换为溶剂油墨时油墨中的颜料的凝聚和向喷嘴内附着的效果，并且通过结合使用高沸点有机溶剂，即使长期保管，喷嘴内也经常处于湿润状态。
优选为本发明的溶剂油墨中的有机溶剂成分和油墨供给系统填充液的有机溶剂成分具有相容性，特别是更优选为溶剂油墨中的有机溶剂成分和油墨供给系统填充液的有机溶剂成分是具有各种类似的化学结构的有机溶剂成分。
当溶剂油墨中的有机溶剂成分是二醇醚、二醇醚乙酸酯等二醇醚酯等的、化学结构中具有二醇醚基团的有机溶剂时，更优选为油墨供给系统填充液的有机溶剂成分也含有在化学结构中具有二醇醚基团的有机溶剂。
作为构成本发明的油墨供给系统填充液的沸点至少为150℃以上、优选沸点为200℃以上的一种以上有机溶剂，有正己醇(沸点153℃)、异庚醇(沸点168℃)、2-乙基己醇(沸点184℃)、正辛醇(沸点194℃)、3-甲基-3-甲氧基丁醇(沸点174℃)、3-甲氧基丁醇(沸点160℃)等醇类，松节油(沸点155℃)、苧烯(沸点178℃)、工业用挥发油(沸点150℃以上)、四氢化萘(沸点207℃)、十氢化萘(沸点190℃)等烃类，乙二醇(沸点197℃)、二乙二醇(沸点244℃)、硫代二乙二醇(沸点168℃)、三乙二醇(沸点287℃)、丙二醇(沸点187℃)、二丙二醇(沸点232℃)、三丙二醇(沸点265℃)等二醇类，乙二醇单乙醚乙酸酯(沸点156℃)、乙二醇单丁醚乙酸酯(沸点191℃)、二乙二醇单乙醚乙酸酯(沸点219℃)、二乙二醇单丁醚乙酸酯(沸点238-248℃)、二丙二醇单甲醚乙酸酯(沸点200℃)、三乙二醇单甲醚的硼酸酯(沸点275℃)等二醇醚酯类，乙二醇单己醚(沸点208℃)、乙二醇2-乙基己醚(沸点225℃)、乙二醇苯醚(沸点245℃)、丙二醇单乙醚(沸点158℃)、丙二醇丙醚(沸点150℃)、丙二醇单丁醚(沸点170℃)、二乙二醇单甲醚(沸点194℃)、二乙二醇二甲醚(沸点162℃)、二乙二醇单乙醚(沸点203℃)、二乙二醇二乙醚(沸点189℃)、二乙二醇单丁醚(沸点230℃)、二乙二醇己醚(沸点260℃)、二乙二醇2-乙基己醚(沸点270℃)、二丙二醇单甲醚(沸点188℃)、二丙二醇单乙醚(沸点198℃)、二丙二醇单丁醚(沸点215℃)、二丙二醇丙醚(沸点210℃)、三乙二醇单甲醚(沸点249℃)、三乙二醇单乙醚(沸点256℃)、三乙二醇单丁醚(沸点271℃)、三丙二醇单甲醚(沸点243℃)、三乙二醇二甲醚(沸点216℃)、四乙二醇二甲醚(沸点275℃)等二醇醚类，2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯(沸点253℃)、二(2-乙基丁酸)三乙二醇酯(沸点181℃)、碳酸丙二酯(沸点242℃)、乳酸乙酯(沸点155℃)、乳酸丁酯(沸点187℃)、乙酰乙酸甲酯(沸点172℃)、乙酰乙酸乙酯(沸点181℃)、二元酸酯DBE(沸点205℃)、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯(沸点188℃)等酯类，2-庚酮(沸点151℃)、二异丁基甲酮(沸点170℃)、异佛尔酮(沸点215℃)、双丙酮醇(沸点168℃)、苯乙酮(沸点202℃)、环己酮(沸点155℃)、γ-丁内酯(沸点204℃)、2-(1-环己烯基)环己酮(沸点168℃)等酮类，三乙醇胺(沸点335℃)、N-甲基二乙醇胺(沸点247℃)、N，N-二乙基乙醇胺(沸点163℃)、N，N-二丁基乙醇胺(沸点230℃)等醇胺类，三正丁胺(沸点217℃)等有机胺类，N-甲基-2-吡咯烷酮(沸点204℃)等吡咯烷酮类等，但并不限于这些。另外，这些有机溶剂只要与溶剂油墨的相容性好，就不受溶剂油墨组成的限定。另外，因为高沸点的有机溶剂通常粘度高，也可以组合低粘度(低沸点)的有机溶剂作为稀释剂。
当溶剂油墨中的有机溶剂是化学结构中具有二醇醚基团的二醇醚类，且油墨供给系统填充液的有机溶剂也是化学结构中具有二醇醚基团的二醇醚类时，由于其优良的相容性，在与本发明的油墨供给系统填充液组合时，油墨供给系统填充液显示出优良的性能，即使在长期保管、运输后替换为溶剂油墨也不会产生由上述广义的喷嘴堵塞导致的油墨微粒飞行方向的变化及油墨的不喷射。
在喷墨头材料由于二醇醚类有机溶剂的氧化带来的微量酸成分或微量混入的氯离子而容易受到腐蚀的情形中，通过少量添加上述有机溶剂中的有机胺，还同时具有防腐蚀的优点。
作为本发明的油墨供给系统填充液的必须成分的氟系表面活性剂可以是阴离子型、非离子型、阳离子型中的任一种，作为化合物可以举出例如全氟烷基磺酸盐、全氟烷基环氧乙烷加成物、全氟烷基三甲基铵盐、全氟烷基氨基磺酸盐、化学结构中含有全氟烷基和亲水性基团的低聚物、化学结构中含有全氟烷基和亲油性基团的低聚物、化学结构中含有全氟烷基和亲水性基团及亲油性基团的低聚物、化学结构中含有全氟烷基和亲油性基团的氨基甲酸酯、全氟烷基磷酸酯、全氟烷基羧酸盐、全氟烷基胺化合物、全氟烷基季铵盐、全氟烷基甜菜碱、非解离性全氟烷基化合物、氟硅油等含有氟原子的低分子化合物。
另外作为通常的市售的氟系表面活性剂，可以举出以大日本油墨化学工业(株)制造的Megaface F-110、同F-114、同F-120、同F-142D、同F-144D、同F-172D、同F-173、同F-177、同F-183、同F-191、同F-445、同F-470、同F-471、同F-479、同F-493、同F-494(以上由大日本油墨化学工业(株)制造)；住友3M(株)制造的Fluorad FC-93、同FC-95、同FC-129、同FC-170C、同FC-171、同FC-430、同FC-431、EF301、同303、同352(以上由住友3M(株)制造)；新秋田化成(株)制造的EFTOP EF-122B、同EF802；旭硝子(株)制造的AsahiGuard AG710、Sarflon S-382、同SC-101、同SC-102、同SC-103、同SC-104、同SC-105、同SC-106(以上由旭硝子(株)制造)；裕商(株)制造的BM-1000、BM-1100(裕商(株)制造)；(株)尼欧斯制造的NBX-15等名称市售的氟系表面活性剂，但并不限于这些，也可以使用多个。其中，上述Megaface F-114(阴离子性)、同F-445(非离子性)、同F-470(非离子性)、同F-471(非离子性)、同F-479(非离子性)、同F-493(阴离子性)、同F-494(阴离子性)的清洗力和颜料分散性优良，因此优选。其中尤其是非离子性的氟系表面活性剂，单独为液态，万一填充液的有机溶剂成分挥发，也具有防止喷嘴内干结的功能。
本发明的油墨供给系统填充液的氟系表面活性剂的含量没有特别限制，但如果含量少，由油墨供给系统填充液发挥的上述效果小，如果过多，发生油墨供给系统填充液的粘度的上升、或伴随油墨供给系统填充液的有机溶剂成分的挥发发生粘度上升，因此优选为10～10000ppm，更优选为10～5000ppm。
通过添加上述氟系表面活性剂而调整的油墨供给系统填充液的表面张力特别优选为15～26mN/m的范围。
本发明的油墨供给系统填充液中，另外根据需要可组合使用(混合)沸点不到150℃的有机溶剂，当油墨为颜料分散型溶剂油墨的情况下，也可组合使用(添加)颜料分散剂、其他抗氧化剂、各种稳定剂、表面活性剂等。
本发明的油墨供给系统填充液与溶剂油墨的组成无关，只要溶剂油墨与油墨供给系统填充液相容，就具有作为油墨供给系统填充液的优良的性能，因此，可适用于各种使用溶剂类油墨的喷墨系统。
另外，将本发明的油墨供给系统填充液填充到油墨供给系统之前，也可用由与油墨相容性优良的低粘度溶剂构成的清洗液事先将油墨供给系统洗净。
下面，列举本发明的实施例进行具体说明，但本发明的实施方式并不限于这些实施例。
实施例1准备首先，作为本发明的油墨供给系统填充液，含有50重量％以上的在化学结构中具有二醇醚基团的有机溶剂(四乙二醇二甲醚(沸点275℃))，并且，分别添加10ppm、100ppm、1000ppm、10000ppm的在化学结构中含有全氟烷基、亲水性基团以及亲油性基团的低聚物(非离子型)(大日本油墨化学工业(株)制造Megaface F-479)作为氟系表面活性剂，从而分别制作油墨供给系统填充液。
另外，作为溶剂油墨，使用溶剂油墨中的有机溶剂成分含有75重量％的二乙二醇甲乙醚的颜料分散型溶剂油墨。此时，将上述制作的本发明的油墨供给系统填充液和实施例1中使用的溶剂油墨以1∶1混合时可相容，从而确认具有非常优良的相容性。
实机测试在使用溶剂油墨的喷墨装置(溶剂型喷墨装置)上安装新的墨头，用清洗液(二乙二醇二甲醚)清洗油墨供给系统(油墨供给管和喷墨头(喷嘴))，然后在油墨供给系统中填充溶剂油墨，实施喷墨头的喷射调整。之后，排出溶剂油墨，以溶剂油墨的清洗液将油墨供给系统充分洗净。之后，将上述制作的本发明的油墨供给系统填充液填充到油墨供给系统中，在60℃下放置7天、-20℃下放置7天，使其经受可认为是与长期保管、运输同样的状况。
之后，从油墨供给系统中排出油墨供给系统填充液，并在常温下放置30分钟。
之后，在油墨供给系统中再次填充溶剂油墨，进行测试作图、打印。
评价(1)测试作图中，确认基本上没有遗漏(油墨不喷射)，没有弯曲。
(2)进一步，通过满版打印，确认没有出现由于油墨颗粒的飞行方向不稳定(墨点飞行弯曲)而产生的条纹(目视可看到条纹的现象)。
(3)进一步，通过显微镜确认喷墨头的喷嘴面(喷射口)，确认喷嘴面不存在附着物(喷嘴堵塞的一种)或喷嘴面基本上不存在附着物。
比较例1除了在实施例1中不添加氟系表面活性剂以外，使用和实施例1同样的油墨供给系统填充液，并且其他和实施例1同样。
其结果，确认油墨的不喷射很显著，并显著发生条纹。另外，喷嘴面(喷射口的内周面和喷射口的周边)有附着物，必须更换墨头。
另外，对实施例1和比较例1中使用的油墨供给系统填充液进行粘度、表面张力的测定(常温25℃)。其结果在图1(物性值变化)中示出。从图1可见，未添加氟系表面活性剂的比较例1的表面张力约33.5mN/m，与之相比，添加氟系表面活性剂的实施例1中表面张力变低，特别是添加1000ppm左右的氟系表面活性剂的情况下，表面张力更低，约为26mN/m以下，且润湿效果优良。另外，从抑制粘度上升的观点考虑，判定氟系表面活性剂的添加量优选约10000ppm以下。
实施例2将在实施例1使用的有机溶剂中添加0.1重量％的三正丁胺(沸点217℃)的有机溶剂用作油墨供给系统填充液的有机溶剂，除此以外，与实施例1相同。
其结果与实施例1相同。
实施例3使用与实施例1不同的氟系表面活性剂(含有全氟丁基磺酸盐的氟系表面活性剂Megaface F-114(阴离子型)大日本油墨化学工业(株)制造)作为油墨供给系统填充液中的氟系表面活性剂，除此以外，与实施例1相同。
其结果与实施例1相同。
实施例4以Megaface F-479(1000ppm)和MegafaceF-445(1000ppm)(以上均为大日本油墨化学工业(株)制造)来代替实施例1的油墨供给系统填充液中作为氟系表面活性剂单独使用的Megaface F-479(1000ppm)，使用含Megaface F-479(1000ppm)和Megaface F-445(1000ppm)的填充液(粘度4.00mPa·s、表面张力25.9mN/m)，除此以外，与实施例1相同。
其结果与实施例1相同。
特别是，在60℃下高温保管7天后，完全没有发现喷嘴喷射异常。
实施例5使用与实施例1不同的有机溶剂碳酸丙二酯(沸点242℃)作为油墨供给系统填充液中的有机溶剂，除此以外，与实施例1相同。
其结果与实施例1相同。
实施例6使用与实施例1中使用的溶剂油墨不同的颜料分散型溶剂油墨(有机溶剂是环己酮、二丙二醇二甲醚、二丙二醇甲醚乙酸酯的混合物)，除此以外，与实施例1相同。
其结果与实施例1相同。
如上所述，在油墨供给系统中填充一次溶剂油墨，例如实施墨头的喷射调整，之后排出溶剂油墨，充分进行油墨供给系统的清洗，然后在油墨供给系统中填充油墨供给系统填充液，在该状态下进行保管或运输等，然后从油墨供给系统排出油墨供给系统填充液，之后在油墨供给系统中再次填充溶剂油墨时，本发明的油墨供给系统填充液在对溶剂型喷墨装置或溶剂型喷墨头进行保管、运输的用途中或作为保管、运输方法是有用的。
上述中，在排出溶剂油墨并进行油墨供给系统的清洗时，使用与溶剂油墨相容性高的有机溶剂(含上述本发明的填充液用有机溶剂)作为主成分的低粘度清洗液清洗油墨供给系统，特别是喷嘴，其作为避免发生由于所谓的溶剂冲击而使溶剂油墨成分的颜料或树脂在喷嘴内或喷嘴端面附着等现象的手段，是有效的，在上述保管、运输的用途中或者作为上述保管、运输方法，可进一步提高其效果，因此是有用的。
另外，本发明的油墨供给系统填充液也可用于如下用途在溶剂型喷墨装置或溶剂型喷墨头的油墨供给系统中第一次填充溶剂油墨之前，在将本发明的油墨供给系统填充液填充到溶剂型喷墨装置或溶剂型喷墨头的油墨供给系统中的状态下，保管、运输溶剂型喷墨装置或溶剂型喷墨头。
权利要求
1.一种油墨供给系统填充液，其是在使用溶剂油墨的喷墨装置或喷墨头中代替油墨填充到油墨供给系统中的填充液，其特征在于，含有沸点至少为150℃以上的有机溶剂和氟系表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的油墨供给系统填充液，其中，所述溶剂油墨中的有机溶剂成分和所述油墨供给系统填充液的有机溶剂成分中的至少一种是化学结构中具有二醇醚基团的有机溶剂。
3.根据权利要求1或2所述的油墨供给系统填充液，其中，所述油墨供给系统填充液的有机溶剂成分的一部分是有机胺。
4.根据权利要求1～3所述的油墨供给系统填充液，其中，所述氟系表面活性剂是非离子型或阴离子型。
5.根据权利要求1～4所述的油墨供给系统填充液，其中，所述油墨供给系统填充液的氟系表面活性剂含量为10～10000ppm。
6.根据权利要求1～5所述的油墨供给系统填充液，其中，所述油墨供给系统填充液的表面张力为15～26mN/m。
全文摘要
本发明提供一种在保管、运输使用溶剂油墨的喷墨装置或喷墨头时填充到油墨供给系统中的填充液，该油墨供给系统填充液避免喷墨头喷嘴的堵塞，最终防止与替换的溶剂油墨之间产生的油墨喷射不良。一种油墨供给系统填充液，其是在使用溶剂油墨的喷墨装置或喷墨头中代替油墨填充到油墨供给系统中的填充液，其特征在于，含有沸点至少为150℃以上的有机溶剂和氟系表面活性剂。
文档编号C09D7/00GK101088764SQ200610145170
公开日2007年12月19日 申请日期2006年11月15日 优先权日2006年6月14日
发明者土方康之, 并木崇, 三井贵之, 岛田奈美, 田林勲 申请人:株式会社御牧工程