JP6508524B2 - コンティニアス用インクジェット記録用インク及び有機溶剤可溶性染料の精製方法 - Google Patents
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Description
これらインクジェット記録方式としては、たとえばコンティニュアス方式(荷電制御方式)、静電吸引方式、圧電素子を用いてインクに機械的振動又は変位を与えるピエゾ方式、インクを加熱して発泡させそのときの圧力を利用するサーマル方式等が知られており、この中で主にマーキング用途に使用されるコンティニアス方式によるインクジェット記録用インクは、色材として有機溶剤可溶性染料を使用しており、その他該染料の溶媒である有機溶剤や記録媒体にインクを定着させるためのバインダー樹脂を含んでいる。
インクジェット記録用インクの色材として使用する染料の精製方法としては、たとえばインクの保存安定性と吐出信頼性を確保するために、染料を塩析法で精製しカルシウムイオン濃度を管理する方法や(たとえば特許文献1参照)、ノズル目詰まりの原因となる不溶残分を含まないようにするために、染料中に含まれる硫酸濃度と塩化物濃度を特定した精製染料を使用する方法(たとえば特許文献2参照)等が知られている。
しかしながら、コンティニアス方式に使用するインクジェット記録用インクの保存安定性や吐出信頼性を確保するには、特定の不純物を低減、管理するだけでは不十分であり、インク中に含まれる金属イオン種全般を分離、低減したことを管理するための手法が必要であった。
前記工程(1)で得た留去水(A)の電気伝導度(A)μS/cmと、前記工程(2)で得た留去水(B)の電気伝導度(B)μS/cmとが、式(1)と(2)を満たす有機溶剤可溶性染料の精製方法を提供する。
本発明で使用する有機溶剤可溶性染料は、公知の、有機溶剤に可溶であるが実質的に水に溶解しない染料であり、印刷皮膜に十分な耐水性を付与できる程度に水との親和性の小さいものをいう(有機溶剤可溶性染料は水に実質的に不溶なことから、水不溶性染料と称
工程(1)は、乾燥させた有機溶剤可溶性染料と前記有機溶剤可溶性染料の重量に対し、10倍量以上の精製水とを30分間以上混合させて得た有機溶剤可溶性染料ウエットケーキ(A)から、前記ウエットケーキ(A)の含水率が30重量%以下となるまで留去する工程である。
ここで、精製水の量が有機溶剤可溶性染料に対し少ない量であると、不純物が一部有機溶剤可溶性染料に残ってしまう恐れがあることから、水は有機溶剤可溶性染料の1重量部に対し10倍量以上とすることが好ましく、12倍量以上とすることがなお好ましい。
工程(2)は、前記得られた含水率が30重量%以下の前記ウエットケーキ(A)は、もう一度精製水で洗浄する。具体的には、前記含水率が30重量%以下の前記ウエットケーキ(A)の1重量部に対し10倍量以上の精製水を再度加え30分以上混合させる。このときの混合方法は工程(1)と同じ方法で構わない。
得られた有機溶剤可溶性染料ウエットケーキ(B)から、前記ウエットケーキ(B)の含水率が30重量%以下となるまで留去し、このとき得られた留去水(B)の電気伝導度を電気伝導度(B)μS/cmとする。このときの留去方法は工程(1)と同じ方法で構わない。
一方式(2)は、工程(1)で除去できなかった不純物量の一部を示している。本発明では工程(1)、工程(2)と水洗浄工程は2回行っているが、実質的に工程(1)で殆どの不純物を取り除けていない場合、得られるインクジェット記録用インクの保存安定性や吐出信頼性が確保できないことがあった。従って工程(1)ではできるだけ不純物が取り除けていることが好ましく、その指標を本発明では式(2)として数値化した。
本発明で前記有機溶剤可溶性染料の溶媒として使用する有機溶剤は、特に限定なく公知の有機溶剤を使用できるが、使用環境等の観点からより安全性の高いアルコール系有機溶剤を使用することが好ましく、前記炭素原子数が4以下の低級アルコールがなお好ましい。本発明に使用する低級アルコールは、炭素原子数4以下のものであり、具体的にはメタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノールが挙げられる。本発明においては、これらを1種又は2種以上混合して用いることができる。このうち、炭素原子数4以上の低級アルコール中のエタノール含量が60重量%以上であることが好ましく、70重量%以上であることがより好ましく、80重量%以上であることが特に好ましい。また、かかる炭素原子数4以上の低級アルコールの、本発明のジェットプリンター用インク中の含有量は、60重量%以上が好ましい。さらに、コンティニュアス方式のジェットプリンター用インクに用いる場合、インクの電気電導度を高めるためにジェットプリンター用インク中のエタノール含有量を60重量%以上、特に65重量%以上とすることが好ましい。このとき、精製水を添加して濃度を調整することができる。また、エタノールを85.5%含有する混合溶剤が変性アルコールという名称で販売されており、これを用いることもできる。
本発明で使用するバインダー樹脂は、記録媒体にインクを定着させる機能を有する。本発明に使用するバインダーとしての樹脂は,使用する有機溶媒に可溶性であり、かつ低温における溶解安定性が良好なものであれば特に問題なく使用できる。具体的にはスチレンアクリル樹脂、スチレンマレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、テルペンフェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ロジンマレイン酸樹脂、ケトン樹脂、セルロース系樹脂、ロジンエステル等が挙げられるが,これらに限定されるものではない。また、これらの樹脂は1種又は2種類以上混合して用いることもできる。これらの樹脂の含有量は、インクに適度な粘度を与える点,および印刷皮膜に良好な耐摩耗性,耐水性等の皮膜性能を与える点から、インク全量に対し5〜15重量%、特に7〜10重量%が好ましい。
本発明のコンティニアス用インクジェット記録用インクは導電性付与剤を併用することが好ましい。本発明に使用できる導電性付与剤としては、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウム、硝酸テトラメチルアンモニウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸テトラメチルアンモニウム、テトラフェニルホウ酸リチウム、テトラフェニルホウ酸ナトリウム、テトラフェニルホウ酸アンモニウム、テトラフェニルホウ酸テトラメチルアンモニウム等が好ましい
本発明のコンティニアス用インクジェット記録用インクは、得られるインク皮膜の耐摩耗性,耐転写性,耐スクラッチ性等の印字皮膜性能を高めるために、シリコーン系化合物、フッ素系化合物等であって、本発明に使用する混合溶剤に可溶な化合物を添加することができる。
シリコーン系化合物としては、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル、シリコーンレジン等が挙げられる。具体的には、信越化学工業製のKF−56(シリコーンオイル)、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ製のTSF−410(高級脂肪酸変性シリコーンオイル)、TSF−4446、4460(ポリエーテル変性シリコーンオイル)、TSF−4710(アミノ変性シリコーンオイル)、信越化学工業製のKP−316、360A(シリコーンレジン)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明においては、これらを1種又は2種以上混合して用いることができる。
乾燥させた有機溶剤可溶性染料としてソルベントブラック29(BASF(株)製 製品名「Orazol Black X55」)12部、精製水150部を、分散撹拌機(ディスパミル)を用いて、60分間、ソルベントブラック29を精製水中に十分巻き込むように混合撹拌し、ソルベントブラック29のウエットケーキ(A1)を得た。その後ヌッチェによる減圧ろ過で、その含水率が20重量%になるまで前記ウエットケーキ(A1)を水とろ別、留去水(A1)を採取した。この際、ろ別した留去水(A1)の電気伝導度は、120μS/cmであった。
続いて、得られた含水率20重量%の前記ウエットケーキ(A1)15部、精製水150部を再び、分散撹拌機(ディスパミル)を用いて、60分間、ウエットケーキ(A1)を精製水中に十分巻き込むように混合撹拌しウエットケーキ(B1)を得た。その後ヌッチェによる減圧ろ過で、その含水率が20重量%になるまで前記ウエットケーキ(B1)を水とろ別、留去水(B1)を採取した。この際得られた留去水(B1)の電気伝導度は、20μS/cmであった。最後に、得られた前記ウエットケーキ(B1)を50℃の加熱乾燥機を用いて、完全乾燥させて精製ブラック染料(1)を完成させた。
このときの留去水(A1)、留去水(B1)の電気伝導度の関係は表1に示した。
乾燥させた有機溶剤可溶性染料としてソルベントブラック43(保土ヶ谷化学工業(株)製 製品名「Aizen Spilon Black GMH Special」)10部、精製水150部を、分散撹拌機(ディスパミル)を用いて、45分間、ソルベントブラック43を精製水中に十分巻き込むように混合撹拌しソルベントブラック43のウエットケーキ(A2)を得た。その後ヌッチェによる減圧ろ過で、その含水率が22重量%になるまで前記ウエットケーキ(A2)を水とろ別、留去水(A2)を採取した。この際、ろ別した留去水(A2)の電気伝導度は、95μS/cmであった。
続いて、得られた含水率22重量%の前記ウエットケーキ(A2)12.2部、精製水150部を再び、分散撹拌機(ディスパミル)を用いて、45分間、ウエットケーキ(A2)を精製水中に十分巻き込むように混合撹拌しウエットケーキ(B2)を得た。その後ヌッチェによる減圧ろ過で、その含水率が23重量%になるまで前記ウエットケーキ(B2)を水とろ別、留去水(B2)を採取した。この際得られた留去水(B2)の電気伝導度は、16μS/cmであった。最後に、得られた前記ウエットケーキ(B2)を50℃の加熱乾燥機を用いて、完全乾燥させて精製ブラック染料(2)を完成させた。
このときの留去水(A2)、留去水(B2)の電気伝導度の関係は表1に示した。
乾燥させた有機溶剤可溶性染料としてソルベントブラック29(BASF(株)製 製品名「Orazol Black X55」)15部、精製水100部を、分散撹拌機(ディスパミル)を用いて、20分間、ソルベントブラック29を精製水中に十分巻き込むように混合撹拌しソルベントブラック29のウエットケーキ(AH1)を得た。その後ヌッチェによる減圧ろ過で、その含水率が30重量%になるまで前記ウエットケーキ(AH1)を水とろ別、留去水(AH1)を採取した。この際、ろ別した留去水(AH1)の電気伝導度は、75μS/cmであった。続いて、得られた含水率30重量%の前記ウエットケーキ(AH1)15部、精製水90部を再び、分散撹拌機(ディスパミル)を用いて、25分間、前記ウエットケーキ(AH1)を精製水中に十分巻き込むように混合撹拌しウエットケーキ(BH1)を得た。その後ヌッチェによる減圧ろ過で、その含水率が25重量%になるまで前記ウエットケーキ(BH1)を水とろ別、留去水(BH1)を採取した。この際得られた留去水(BH1)の電気伝導度は、48μS/cmであった。最後に、得られた前記ウエットケーキ(BH1)を50℃の加熱乾燥機を用いて、完全乾燥させて精製ブラック染料(H1)を完成させた。
このときの留去水(AH1)、留去水(BH1)の電気伝導度の関係は表1に示した。
乾燥させた有機溶剤可溶性染料としてソルベントブラック43(保土ヶ谷化学工業(株)製 製品名「Aizen Spilon Black GMH Special」)10部、精製水80部を、分散撹拌機(ディスパミル)を用いて、15分間、ソルベントブラック43を精製水中に十分巻き込むように混合撹拌しソルベントブラック43のウエットケーキ(AH2)を得た。その後ヌッチェによる減圧ろ過で、その含水率が28重量%になるまで前記ウエットケーキ(AH2)を水とろ別、留去水を採取した。この際、ろ別した留去水(AH2)の電気伝導度は、55μS/cmであった。
続いて、得られた含水率28重量%の前記ウエットケーキ(AH2)15部、精製水75部を再び、分散撹拌機(ディスパミル)を用いて、25分間、前記ウエットケーキ(AH2)を精製水中に十分巻き込むように混合撹拌した。その後ヌッチェによる減圧ろ過で、その含水率が30重量%になるまで前記ウエットケーキ(BH2)を水とろ別、留去水(BH2)を採取した。この際得られた留去水(BH2)の電気伝導度は、35μS/cmであった。最後に、得られた前記ウエットケーキ(BH2)を50℃の加熱乾燥機を用いて、完全乾燥させて精製ブラック染料(H2)を完成させた。このときの留去水(AH2)、留去水(BH2)の電気伝導度の関係は表1に示した。
Claims (3)
- 色材としてソルベントブラック29またはソルベントブラック43である有機溶剤可溶性染料を使用するコンティニアス用インクジェット記録用インクであって、乾燥させた有機溶剤可溶性染料と前記有機溶剤可溶性染料の重量に対し10倍量以上の精製水とを30分間以上混合させて得た有機溶剤可溶性染料ウエットケーキ(A)から、前記ウエットケーキ(A)の含水率が30重量%以下となるまで留去して得た留去水(A)の電気伝導度(A)μS/cmと、
前記含水率が30重量%以下の前記ウエットケーキ(A)と前記含水率が30重量%以下の前記ウエットケーキ(A)の重量に対し10倍量以上の精製水とを30分以上混合させて得た有機溶剤可溶性染料ウエットケーキ(B)から、前記ウエットケーキ(B)の含水率が30重量%以下となるまで留去して得た留去水(B)の電気伝導度(B)μS/cmとが、式(1)と(2)を満たすことを特徴とするコンティニアス用インクジェット記録用インク。
- アルコール系溶剤を使用する請求項1に記載のコンティニアス用インクジェット記録用インク。
- 有機溶剤可溶性染料の精製方法であって、
乾燥させた有機溶剤可溶性染料と前記有機溶剤可溶性染料の重量に対し10倍量以上の精製水とを30分間以上混合させて得た有機溶剤可溶性染料ウエットケーキ(A)から、前記ウエットケーキ(A)の含水率が30重量%以下となるまで水を留去する工程(1)と、
前記含水率が30重量%以下の前記ウエットケーキ(A)と前記含水率が30重量%以下の前記ウエットケーキ(A)の重量に対し10倍量以上の精製水とを30分以上混合させて得た有機溶剤可溶性染料ウエットケーキ(B)から、前記ウエットケーキ(B)の含水率が30重量%以下となるまで水を留去する工程(2)とを有し、
前記工程(1)で得た留去水(A)の電気伝導度(A)μS/cmと、前記工程(2)で得た留去水(B)の電気伝導度(B)μS/cmとが、式(1)と(2)を満たすことを特徴とする有機溶剤可溶性染料の精製方法。
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