JPH0348950B2 - - Google Patents

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JPH0348950B2
JPH0348950B2 JP59234203A JP23420384A JPH0348950B2 JP H0348950 B2 JPH0348950 B2 JP H0348950B2 JP 59234203 A JP59234203 A JP 59234203A JP 23420384 A JP23420384 A JP 23420384A JP H0348950 B2 JPH0348950 B2 JP H0348950B2
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JP
Japan
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ink
water
recording
dye
present
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59234203A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS61113668A (en
Inventor
Konoe Miura
Hiroshi Takimoto
Toshio Kaneko
Norya Oota
Masatsune Kobayashi
Takeshi Sakaeda
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Canon Inc
Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Canon Inc
Mitsubishi Kasei Corp
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Publication date
Application filed by Canon Inc, Mitsubishi Kasei Corp filed Critical Canon Inc
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Publication of JPS61113668A publication Critical patent/JPS61113668A/en
Publication of JPH0348950B2 publication Critical patent/JPH0348950B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(産業上の利用分野) 本発明は、インクジエツト方式により、紙、樹
脂フイルム等の被記録材に記録を行うための、一
般にインクと呼称する液組成物(以下インクと称
する)および該インクを使用するインクジエツト
記録方法に関する。 (従来の技術) インクジエツト記録方式は、種々のインク吐出
方式(例えば、静電吸引方式、圧電素子を用いて
インクに機械的振動または変位を与える方式、イ
ンクを加熱し、その時の圧力を利用する方式等が
知られている。)により、インク小滴(droplet)
を形成し、それらの1部若しくは全部を紙等の被
記録材に付着させて記録を行うものである。この
ようなインクジエツト記録方式に使用するインク
としては、各種の水溶性の染料または顔料を、水
または水と水溶性有機溶剤からなる液媒体に溶解
または分散させたものが知られ、且つ使用されて
いる。 (発明が解決しようとしている問題点) 上記の如き従来のインクにおいては種々の性能
が要求されるのは当然であるが、なかでも最も要
求される性能は、インクを用いて記録を行つてい
る際、記録を中断した際、更に長期間記録を行わ
れなかつた時における記録装置のノズル、オリフ
イスまたはペン先での目詰まりおよび沈降物の発
生がないという液安定性である。特にインクジエ
ツト方式の中でも、熱エネルギーを用いるインク
ジエツト方式においては、温度変化によつて発熱
ヘツドの表面に異物の沈着が生じ易いためこの問
題は特に重要である。しかしながら、従来のイン
クの場合には、インクの吐出条件、長期保存安定
性、記録時の画像の鮮明さと濃度、表面張力、電
気的性質等、種々の条件を満足させるため幾つか
の添加剤が必要とされ、また使用する染料中にも
種々の不純物が含有されているためにインクジエ
ツト装置のノズルやオリフイスに目詰まりを生じ
たり、加熱ヘツドの表面に沈着物が生じたり、長
期保存中に沈降物が生じる等種々の問題があり、
インクジエツト記録方式の種々の優れた特性にも
拘らず、その普及が急速でない1つの理由となつ
ている。 従つて、本発明の主たる目的は、上述の従来技
術の欠点を解決し、高い染料濃度にも拘らず、使
用時および長期保存時にもノズル、オリフイス等
に目詰まりを生ぜず、また特に熱エネルギーを使
用するインクジエツト装置の発熱ヘツドに沈降物
が生じたりしない安定性に優れたインクおよび該
インクにより、紙、樹脂フイルム等の被記録材に
記録を行うためのインクジエツト記録方法を提供
することである。 本発明者は上述の目的を達成すべく鋭意研究の
結果、市販の染料中には染料以外に多くの不純物
(例えば、分散剤、均染剤等種々の有機物および
無機物)が含有されており、これらの不純物が主
として前述の問題を生じることから、これらの不
純物による種々の影響を研究したところ、ノズ
ル、オリフイスを目詰まりさせたり、インクの貯
蔵中に沈降物を生じたり、特に熱エネルギーを利
用するインクジエツト方式における加熱ヘツド上
に異物が沈着する最大の原因は、インク中に包含
される鉄であり、このような鉄分を含有しないイ
ンクを使用することによつて、上記の従来技術の
問題点が解決されるることを見い出し本発明を完
成したものである。 (問題点を解決するための手段) すなわち、本発明は、インクに熱エネルギーを
作用させて液滴として吐出させるインクジエツト
記録方式に使用する水溶性染料を含むインクであ
つて、該インク中に含まれる鉄の含有量を4ppm
以下に調整してあることを特徴とするインク、お
よびインクに発熱ヘツドを介して熱エネルギーを
作用させ、インクを液滴として微細孔より吐出し
て、被記録材に記録を行うインクジエツト記録方
法において、前記インクが、水溶性染料を含み、
且つ、該インク中に含まれる鉄の含有量を4ppm
以下に調整してあることを特徴とするインクジエ
ツト記録方法である。 本発明を更に詳細に説明すると、本発明で用い
るインクの基本成分それ自体はすでに公知であ
り、染料としては、直接染料、酸性染料、塩基性
染料、反応性染料等に代表される水溶性染料であ
り、特にインクジエツト記録方式のインクとして
好適で、鮮明性、水溶性、安定性、耐光性その他
の要求される性能を満たすものとしては、例え
ば、C.I.ダイレクトブラツク17、19、32、51、
71、108、146;C.I.ダイレクトブルー6、22、
25、71、86、90、106、199;C.I.ダイレクトレツ
ド、1、4、17、28、83;C.I.ダイレクトエロー
12、24、26、86、98、142;C.I.ダイレクトオレ
ンジ34、39、44、46、60;C.I.ダイレクトバイオ
レツト47、48;C.I.ダイレクトブラウン109;C.I.
ダイレクトグリーン59;C.I.アシツドブラツク
2、7、24、26、31、52、63、112、118;C.I.ア
シツドブルー9、22、40、59、93、102、104、
113、117、120、167、229、234;C.I.アシツドレ
ツド1、6、32、37、51、52、80、85、87、92、
94、115、180、256、317、315;C.I.アシツドエ
ロー11、17、23、25、29、42、61、71;C.I.アシ
ツドオレンジ7、19;C.I.アシツドバイオレツト
49;C.I.ベーシツクブラツク2;C.I.ベーシツク
ブルー1、3、5、7、9、24、25、26、28、
29;C.I.ベーシツクレツド1、2、9、12、13、
14、37;C.I.ベーシツクバイオレツト7、14、
27;C.I.フードブラツク1、2等が挙げられる。
上記の染料の例は、本発明の記録方法に適用でき
るインクに対して特に好ましいものであるが、本
発明ではこれらの染料に限定されるものではな
い。 このような水溶性染料は、従来のインク中にお
いて一般には約0.1〜20重量%を占める割合で利
用されているが、本発明においては、本発明の知
見に基づいて、上記の範囲で使用されることは勿
論であるとともに、従来の使用量以上の使用量で
も、従来のインク組成物以上の液安定性を示し、
且つ沈降物を生じないものである。 本発明に用いるインクに使用する溶媒は、水ま
たは水と水溶性有機溶剤との混合溶媒であり、特
に好適なものは水と水溶性有機溶剤と混合溶媒で
あつて、水溶性有機溶剤としてインクの乾燥防止
効果を有する多価アルコールを含有するものであ
る。また、水としては、種々のイオンを含有する
一般の水でなく、脱イオン水を使用するのが好ま
しい。水と混合して使用される水溶性有機溶剤と
しては、例えば、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、n−ブチルアルコール、sec−ブチ
ルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブ
チルアルコール等の炭素数1〜4アルキルアルコ
ール類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセト
アミド等のアミド類;アセトン、ジアセトンアル
コール等のケトンまたはケトアルコール類;テト
ラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;ポ
リエチレングリコール、ポリプロピレングリコー
ル等のポリアルキレングリコール類;エチレング
リコール、プロピレングリコール、ブチレングリ
コール、トリエチレングリコール、1,2,6−
ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシ
レングリコール、ジエチレングリコール等のアル
キレン基が2〜6個の炭素原子を含むアルキレン
グリコール類;グリセリン;エチレングリコール
メチル(またはエチル)エーテル、ジエチレング
リコールメチル(またはエチル)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)
エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエー
テル類;N−メチル−2−ピロリドン、1,3−
ジメチル−2−イミダゾリジノン等が挙げられ
る。これらの多くの水溶性有機溶剤の中でも、ジ
エチレングリコール等の多価アルコール、トリエ
チレングリコールモノメチル(またはエチル)エ
ーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテ
ルは好ましいものである。 インク中の上記水溶性有機溶剤の含有量は、一
般にはインクの全重量に対して重量%で0〜95重
量%、好ましくは10〜80重量%、より好ましくは
20〜50重量%の範囲である。 この時の水の含有量は、上記溶剤成分の種類、
その組成或いは所望されるインクの特性に依存し
て広い範囲で決定されるが、インクの全重量に対
して一般に10〜100重量%、好ましくは10〜70重
量%、より好ましくは20〜70重量%の範囲内とさ
れる。 本発明に用いるインクの基本成分については上
述の通りであるが、本発明の主たる特徴は、上記
のインク中に包含される鉄分の含有量を4ppm以
下とした事である。 本発明者は、インクの安定性について鋭意研究
したところ、従来のインクに使用されている染料
は、元来、繊維の染色用に製造されたものである
ため、各種の添加剤例えば界面活性剤、均染剤を
始め、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、アルカ
リ土類金属の塩等非常に多くの不純物を含有して
おり、これらの不純物がインクジエツト記録およ
び筆記具において種々の問題を生じることは知ら
れており、本発明者もこれらの不純物を鋭意除去
して純度の高い染料とし、これによつてインクと
したところ、かなりの程度問題が解決されるもの
であつたが、インクジエツト方式、特に熱エネル
ギーを使用するインクジエツト方式においては、
熱ヘツド上への異物の沈着を必ずしも十分には防
止できなかつた。 本発明者は更に詳細な研究を続けた結果、イン
ク中の鉄が熱ヘツド表面における沈着物の主たる
原因であることを知り、本発明に至つたものであ
る。 以下インク中の鉄含有量の調整方法を具体的に
説明する。 すなわち、先ず、所望濃度の染料水溶液に硫酸
ナトリウムを添加し、染料を塩析する。次に、析
出した沈澱物を濾取し、これを硫酸ナトリウムの
飽和純水溶液にて洗浄した後、乾燥する。得られ
た乾燥固形物の所定量を、水溶性有機溶剤中に溶
解した後、その水溶液を濾過して、濾液を得る。
この場合の水溶性有機溶剤は、硫酸ナトリウムに
対する貧溶媒で、且つ染料に対して良溶媒であれ
ばいかなるものでもよく、溶媒の選択は、処理す
る染料の構造で最適なものを任意に選ぶことがで
きる。通常、アルコール類、グリコール類、グリ
コール・エーテル類を好ましく用いることができ
る。 次いで得られた濾液に所定量の水を添加して撹
拌後、陽イオン交換樹脂層を通過させる。陽イオ
ン交換樹脂処理を行つた溶液は、適切なPH調整を
した後、7〜10日間静置して、濾過する。その後
必要に応じて添加剤を加えて、撹拌し、インクが
調製される。そしてインク中の鉄含有量を原子吸
光光度計により、測定してそれが4ppm以下であ
るか否かを確認し、使用に供する。 以上述べた処理手順において、最初の塩析処理
は通常の市販染料中に多く含まれる代表的な不純
物である塩化ナトリウムの除去を主たる目的とし
たものであり、次の水溶性有機剤による処理は、
染料中の不純物としても、もともと含まれていた
硫酸ナトリウムおよび前記塩析処理で多量に添加
された硫酸ナトリウムの両者を除去する目的で行
われる。引き続き行われる陽イオン交換樹脂によ
る処理、並びに静置処理は、本発明の目的とする
インク中の鉄含有量を減少させる方法のひとつを
示したものであり、このうち陽イオン交換樹脂処
理は、イオン化された鉄分の除去、および静置処
理は、コロイド状鉄の除去に効果を有する。 以上、インク組成物中の鉄含有量を調整する為
の1方法を示したが、調整法はこの方法に限定さ
れるものではなく、イオン化された鉄またはコロ
イド状の鉄化合物等を除去できる方法であれば全
て有効に利用することができる。例えば、曝気
法、凝集剤を用いる凝集沈澱法、濾過法、石灰軟
質法、電解法等があげられる。 不純物として鉄が混入される源は、染料以外に
は使用する水が考えられるが、インク用の水とし
て蒸留水、イオン交換水またはこれらの併用等の
処理水を用いることで鉄の混入を避けることがで
きる。最大の鉄混入源は、使用する染料であり、
特に使用する染料が市販品の場合は、その含有量
が非常に多量になる場合が多く、分析例からみる
と、染料粉体中に数千ppmに達するものも知られ
ている。 以上インク中に含有される鉄分の除去について
主に説明したが、実際上は、鉄の除去とともに、
食塩、硫酸ナトリウム等の種々の無機塩の除去、
あるいはカルシウム等の除去も行うのが一般的で
ある。 本発明のおよび本発明に用いるインクの基本構
成は以上の通りであるが、その他従来公知の各種
の分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調
整剤等を必要に応じて添加することができる。 例えば、ポリビニルアルコール、セルロース
類、水溶性樹脂等の粘度調整剤;カチオン、アニ
オン或いはノニオン系の各種界面活性剤;ジエタ
ノールアミン、トリエタノールアミン類等の表面
張力調整剤;緩衝液によるPH調整剤;防かび剤等
を挙げることができる。 また、記録液を帯電するタイプのインクジエツ
ト記録方法に使用されるインクを調合する場合に
は、塩化リチウム、塩化アンモニウム、塩化ナト
リウム等の無機塩類等の比抵抗調整剤が添加され
る。 尚、熱エネルギーの作用によつてインクを吐出
させるタイプのインクジエツト方式に適用する場
合には、熱的な物性値(例えば、比熱、熱膨張係
数、熱伝導率等)が調整されることもある。 以上の如くして得られる本発明のおよび本発明
に用いるインクは、従来技術の問題点が十分に解
決されており、そのままでインクジエツト方式に
おける記録特性(信号応答性、液滴形成の安定
性、吐出安定性、長時間の連続記録性、長期間の
動作休止後のインク吐出安定性)、保存安定性、
被記録材への定着性、あるいは記録画像の耐光
性、耐候性等いずれもバランスのとれた優れたも
のであり、各種の方式のインクジエツト記録用の
インクとして有用であり、特に、沈着物の発生を
最も嫌う熱エネルギーを使用するインクジエツト
記録方式のインクとして好適であり、優れた記録
を与えることができる。 (実施例) 次に、実施例を挙げて本発明を更に説明する。 尚、文中部または%とあるのは重量基準であ
る。 実施例 1 「インクの調整」 市販染料;「スペシアル・ブラツク7984」(バイ
エル社製)の10%水溶液を作成し、次いで該水溶
液中に硫酸ナトリウムを添加し、撹拌を行い染料
を塩析した。析出物を濾取し、これを硫酸ナトリ
ウムの飽和純水溶液にて洗浄し、乾燥した。得ら
れるインク中の染料濃度が3%になるように所定
量の前記乾燥固形物を計量し、これをエチレング
リコールとN−メチル−2−ピロリドンの3対1
混合液中に溶解した。次にこの水溶液を平均孔径
1ミクロンのテフロン・フイルターにて加圧濾過
し、濾液の40部に60部の水を加えて撹拌してイン
クとした。次いで前記インクを住友化学工業
(株)製陽イオン交換樹脂「C−464」の層を通過
させた。その後、通過液を0.1N苛性ソーダ水溶
液によりPH9.8に調整し、10日間プラスチツク容
器中に静置した。再度1ミクロンのテフロンフイ
ルターにて、加圧濾過し、本発明のインクとし
た。このインク中の鉄分を原子吸光光度計にて測
定したところ、3.8ppmであつた。 このインクを用いて、記録ヘツド内のインクに
熱エネルギーを与えて液滴を発生させ、記録を行
なうオンデマンドタイプのマルチヘツド(吐出オ
リフイス径35ミクロン、発熱抵抗体、抵抗値、
150オーム、駆動電圧30ボルト、周波数2KHz)を
有する記録装置により、以下のT1〜T5の検討を
行なつたところ、いずれにおいても良好な結果を
得た。 (T1) 長期安定性;インクをプラスチツクフイル
ムの袋に密閉し、−30℃と60℃で6カ月間保存
した後でも不溶分の析出は認められず、液の物
性や色調にも変化がなかつた。 (T2)吐出安定性;室温、5℃、40℃の雰囲気中で
それぞれ24時間の連続吐出を行つたが、いずれ
の条件でも終始安定した高品質の記録が行え
た。 (T3)吐出応答性;2秒間の間けつ吐出と2カ月間
放置後の吐出について調べたが、いずれの場合
のもオリフイス先端での目詰まりがなく、安定
で均一に記録された。 (T4)記録画像の品質;後記第1表に列記の被記録
材に記録された画像は濃度が高く鮮明であつ
た。室内光に6カ月さらした後の濃度の低下率
は1%以下であつた。 (T5)各種被記録材に対する定着性;後記第1表の
被記録材に印字15秒後、印字部を指でこすり画
像ずれ・ニジミの有無を判定した、いずれも画
像ずれ・ニジミ等がなく優れた定着性を示し
た。 実施例 2〜5 実施例1と同様の方法により後記第2表の市販
染料を用いてインクを調製し、各々について実施
例1と同様にT1〜T5の検討を行つた。これらは
いずれも実施例1と同様に優れた結果を示した。 実施例 6 イエローインクとして実施例2のインク、マゼ
ンタインクとして実施例3のインク、シアンイン
クとして実施例4のインク、ブラツクインクとし
て実施例5のインクを夫々用いて実施例2〜5に
おいて利用したものと同様のインクジエツト記録
装置にてフルカラーの写真を再現した。得られた
画像は各色が極めて鮮明で色再現も良好であつ
た。 比較例 実施例1に示した染料「スペシヤルブラツク
7984」の10%水溶液を作成し、次いで該水溶液中
に硫酸ナトリウムを添加し、撹拌を行い、染料を
塩析した。次に析出物を濾取し、これを硫酸ナト
リウムの純水溶液にて洗浄し、乾燥した。得られ
るインク中の染料濃度が3%になるように所定量
の前記乾燥固形物を秤量し、これをエチレングリ
コールとN−メチル−2−ピロリドンの3対1混
合液中に溶解した。次にこの溶液を平均孔径;1
ミクロンのテフロン・フイルターにて加圧濾過
し、瀘液の40%に水60%を加えて撹拌して試料イ
ンクとした。 このインク中の鉄含有量を原子吸光光度計にて
測定すると、6.1ppmであつた。このインクにつ
いて実施例1と同様にT1〜T5の検討を行つたと
ころ、インク保存1カ月でインク中に不溶分の析
出が認められた。また、(T2)においては、しば
しばインクの不吐出がみられ、駆動電圧の変更
(電圧up)を強いられた。発熱ヘツドの表面を顕
微鏡で観察すると、褐色の沈澱物が付着している
のがみられた。 (T3)においては、1カ月放置後にはオリフ
イスが目詰まりして、インクの吐出が不安定であ
るのが認められた。更に、当染料については前述
の処理工程に、陽イオン交換樹脂による処理のみ
を加えて処理したインク、また、同様に前述の処
理工程に静置処理のみを加えて処理したインクを
作成し、含まれる鉄含有量を測定したところ、前
者からは4.8ppm、後者からは5.1ppmの価を得
た。これらについても同様に、T1〜T5のテスト
を行つたところ、全くこれらの追加処理をしない
ものに比して、その改善が認められるが、実用的
な面で十分な性能とは言えなかつた。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a liquid composition generally referred to as an ink (hereinafter referred to as an ink) and the use of the ink for recording on a recording material such as paper or resin film by an inkjet method. The present invention relates to an inkjet recording method. (Prior art) The inkjet recording method includes various ink ejection methods (for example, an electrostatic suction method, a method that applies mechanical vibration or displacement to the ink using a piezoelectric element, a method that heats the ink, and uses the pressure generated at that time. method is known), ink droplet
A part or all of them are attached to a recording material such as paper to perform recording. As inks used in such inkjet recording methods, inks in which various water-soluble dyes or pigments are dissolved or dispersed in water or a liquid medium consisting of water and a water-soluble organic solvent are known and used. There is. (Problems to be Solved by the Invention) It is natural that conventional inks such as those mentioned above are required to have various performances, but the most required performance is when recording is performed using ink. The stability of the liquid means that there will be no clogging or sedimentation in the nozzle, orifice or pen tip of the recording device when recording is interrupted or no recording is performed for a long period of time. This problem is particularly important in inkjet systems that use thermal energy because foreign matter tends to deposit on the surface of the heat generating head due to temperature changes. However, in the case of conventional inks, several additives are required to satisfy various conditions such as ink ejection conditions, long-term storage stability, image clarity and density during recording, surface tension, and electrical properties. In addition, the dyes used also contain various impurities, which can clog the nozzles and orifices of the inkjet device, form deposits on the surface of the heating head, and cause sedimentation during long-term storage. There are various problems such as the occurrence of objects,
Despite the various excellent characteristics of the inkjet recording system, this is one of the reasons why it has not become widespread. Therefore, the main object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, to avoid clogging of nozzles, orifices, etc. even during use and long-term storage, despite high dye concentrations, and in particular to avoid clogging of nozzles, orifices, etc. An object of the present invention is to provide an inkjet recording method for recording on a recording material such as paper or resin film using the ink and the inkjet ink, which has excellent stability and does not cause sedimentation in the heat generating head of an inkjet device using the inkjet device. . As a result of intensive research to achieve the above object, the present inventor has found that commercially available dyes contain many impurities (e.g., various organic and inorganic substances such as dispersants and leveling agents) in addition to dyes. Since these impurities mainly cause the problems mentioned above, we have studied the various effects of these impurities and found that they can clog nozzles and orifices, form sediments during ink storage, and especially when using thermal energy. The main cause of foreign matter depositing on the heating head in the inkjet method is the iron contained in the ink, and by using ink that does not contain iron, the above-mentioned problems of the conventional technology can be solved. The present invention has been completed based on the discovery that the problem can be solved. (Means for Solving the Problems) That is, the present invention provides an ink containing a water-soluble dye used in an inkjet recording method in which thermal energy is applied to the ink and the ink is ejected as droplets. Reduce the iron content to 4ppm
An ink characterized by the following adjustments, and an inkjet recording method in which thermal energy is applied to the ink via a heat-generating head, and the ink is ejected as droplets from fine holes to record on a recording material. , the ink includes a water-soluble dye,
In addition, the iron content contained in the ink is reduced to 4ppm.
This is an inkjet recording method characterized by the following adjustments. To explain the present invention in more detail, the basic components of the ink used in the present invention are already known, and the dyes include water-soluble dyes such as direct dyes, acid dyes, basic dyes, and reactive dyes. Examples of inks that are particularly suitable as inkjet recording method inks and meet the required performance such as clarity, water solubility, stability, and light resistance include CI Direct Black 17, 19, 32, 51,
71, 108, 146; CI Direct Blue 6, 22,
25, 71, 86, 90, 106, 199; CI Direct Red, 1, 4, 17, 28, 83; CI Direct Erotic
12, 24, 26, 86, 98, 142; CI Direct Orange 34, 39, 44, 46, 60; CI Direct Violet 47, 48; CI Direct Brown 109; CI
Direct Green 59; CI Assisted Black 2, 7, 24, 26, 31, 52, 63, 112, 118; CI Assisted Blue 9, 22, 40, 59, 93, 102, 104,
113, 117, 120, 167, 229, 234; CI Assured Red 1, 6, 32, 37, 51, 52, 80, 85, 87, 92,
94, 115, 180, 256, 317, 315; CI Assisted Yellow 11, 17, 23, 25, 29, 42, 61, 71; CI Assisted Orange 7, 19; CI Assisted Yellow
49; CI basic black 2; CI basic blue 1, 3, 5, 7, 9, 24, 25, 26, 28,
29; CI basic credentials 1, 2, 9, 12, 13,
14, 37; CI Basic Violet 7, 14,
27; Examples include CI Food Black 1 and 2.
The above dye examples are particularly preferred for inks applicable to the recording method of the present invention, but the present invention is not limited to these dyes. Such water-soluble dyes are generally used in a proportion of about 0.1 to 20% by weight in conventional inks, but in the present invention, based on the findings of the present invention, they are used within the above range. Of course, it also shows better liquid stability than conventional ink compositions even when used in a higher amount than conventional ink compositions.
Moreover, it does not produce sediment. The solvent used in the ink used in the present invention is water or a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent, and particularly preferred is a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent. It contains a polyhydric alcohol that has an anti-drying effect. Further, as water, it is preferable to use deionized water rather than ordinary water containing various ions. Examples of water-soluble organic solvents used in combination with water include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, and isobutyl alcohol. Alkyl alcohols with 1 to 4 carbon atoms; amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; ketone or keto alcohols such as acetone and diacetone alcohol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol Class; ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, triethylene glycol, 1,2,6-
Alkylene glycols in which the alkylene group contains 2 to 6 carbon atoms, such as hexanetriol, thiodiglycol, hexylene glycol, diethylene glycol; glycerin; ethylene glycol methyl (or ethyl) ether, diethylene glycol methyl (or ethyl) ether, triethylene glycol; Ethylene glycol monomethyl (or ethyl)
Lower alkyl ethers of polyhydric alcohols such as ether; N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-
Examples include dimethyl-2-imidazolidinone. Among these many water-soluble organic solvents, polyhydric alcohols such as diethylene glycol and lower alkyl ethers of polyhydric alcohols such as triethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether are preferred. The content of the water-soluble organic solvent in the ink is generally 0 to 95% by weight, preferably 10 to 80% by weight, more preferably 10 to 80% by weight based on the total weight of the ink.
It ranges from 20 to 50% by weight. The water content at this time depends on the type of solvent component mentioned above,
Generally 10 to 100% by weight, preferably 10 to 70% by weight, more preferably 20 to 70% by weight based on the total weight of the ink, depending on the composition and desired properties of the ink. It is considered to be within the range of %. The basic components of the ink used in the present invention are as described above, but the main feature of the present invention is that the iron content contained in the ink is 4 ppm or less. The inventor of the present invention conducted intensive research on the stability of ink and found that since the dyes used in conventional inks were originally manufactured for dyeing textiles, various additives such as surfactants were used. It contains a large number of impurities, including leveling agents, sodium chloride, sodium sulfate, and alkaline earth metal salts, and it is known that these impurities cause various problems in inkjet recording and writing instruments. The inventor of the present invention also diligently removed these impurities to obtain a highly pure dye and made an ink with it, which solved the problem to a considerable extent, but the inkjet method, especially the thermal energy In the inkjet method used,
It was not always possible to sufficiently prevent foreign matter from being deposited on the heat head. As a result of further detailed research, the present inventor discovered that iron in ink is the main cause of deposits on the surface of a thermal head, leading to the present invention. The method for adjusting the iron content in the ink will be specifically explained below. That is, first, sodium sulfate is added to an aqueous dye solution of a desired concentration to salt out the dye. Next, the deposited precipitate is collected by filtration, washed with a saturated pure aqueous solution of sodium sulfate, and then dried. After dissolving a predetermined amount of the obtained dry solid in a water-soluble organic solvent, the aqueous solution is filtered to obtain a filtrate.
The water-soluble organic solvent in this case may be any solvent as long as it is a poor solvent for sodium sulfate and a good solvent for the dye, and the solvent can be selected arbitrarily to the one that is most suitable for the structure of the dye to be treated. I can do it. Usually, alcohols, glycols, and glycol ethers can be preferably used. Next, a predetermined amount of water is added to the obtained filtrate, stirred, and then passed through a cation exchange resin layer. The solution treated with the cation exchange resin is left to stand for 7 to 10 days after appropriate pH adjustment, and then filtered. Thereafter, additives are added as needed and stirred to prepare the ink. Then, the iron content in the ink is measured using an atomic absorption spectrophotometer to confirm whether it is 4 ppm or less, and then the ink is used. In the treatment procedure described above, the first salting-out treatment is mainly aimed at removing sodium chloride, which is a typical impurity often contained in ordinary commercially available dyes, and the next treatment with a water-soluble organic agent is ,
This is carried out to remove impurities in the dye, including both the sodium sulfate originally contained therein and the sodium sulfate added in large amounts during the salting-out treatment. The subsequent treatment with a cation exchange resin and the standing treatment represent one method for reducing the iron content in the ink, which is the object of the present invention. Removal of ionized iron and standing treatment are effective in removing colloidal iron. Although one method for adjusting the iron content in the ink composition has been described above, the adjustment method is not limited to this method, and methods that can remove ionized iron or colloidal iron compounds, etc. All of them can be used effectively. Examples include an aeration method, a coagulation-sedimentation method using a flocculant, a filtration method, a lime softening method, and an electrolytic method. The source of iron contamination as an impurity is thought to be the water used for things other than dyes, but iron contamination can be avoided by using treated water such as distilled water, ion exchange water, or a combination of these as water for ink. be able to. The biggest source of iron contamination is the dyes used;
In particular, when the dye used is a commercially available product, its content is often very large, and analysis examples show that some dye powders contain up to several thousand ppm. Above, we mainly explained the removal of iron contained in ink, but in reality, along with the removal of iron,
Removal of various inorganic salts such as common salt and sodium sulfate,
Alternatively, it is common to also remove calcium and the like. The basic composition of the ink of the present invention and used in the present invention is as described above, but various other conventionally known dispersants, surfactants, viscosity modifiers, surface tension modifiers, etc. may be added as necessary. I can do it. For example, viscosity modifiers such as polyvinyl alcohol, celluloses, and water-soluble resins; various cationic, anionic, or nonionic surfactants; surface tension modifiers such as diethanolamine and triethanolamines; PH modifiers using buffers; Examples include fungicides and the like. Further, when preparing an ink for use in an inkjet recording method in which the recording liquid is charged, a resistivity adjuster such as inorganic salts such as lithium chloride, ammonium chloride, and sodium chloride is added. When applied to an inkjet method that ejects ink through the action of thermal energy, the thermal properties (e.g., specific heat, coefficient of thermal expansion, thermal conductivity, etc.) may be adjusted. . The inks of the present invention and used in the present invention obtained as described above have sufficiently solved the problems of the prior art, and have excellent recording properties (signal response, droplet formation stability, ejection stability, long-term continuous recording performance, ink ejection stability after long periods of non-operation), storage stability,
It is well-balanced in terms of fixability to recording materials, light fastness of recorded images, weather resistance, etc., and is useful as an ink for various types of inkjet recording. It is suitable as an ink for an inkjet recording system that uses thermal energy, which is most disliked, and can provide excellent recording. (Example) Next, the present invention will be further explained by giving examples. Note that "%" or "%" in the text is based on weight. Example 1 "Preparation of Ink" A 10% aqueous solution of a commercially available dye; "Special Black 7984" (manufactured by Bayer) was prepared, and then sodium sulfate was added to the aqueous solution and stirred to salt out the dye. The precipitate was collected by filtration, washed with a saturated pure aqueous solution of sodium sulfate, and dried. A predetermined amount of the dry solid was weighed so that the dye concentration in the resulting ink was 3%, and mixed with ethylene glycol and N-methyl-2-pyrrolidone in a ratio of 3:1.
Dissolved in the mixture. Next, this aqueous solution was filtered under pressure using a Teflon filter with an average pore size of 1 micron, and 60 parts of water was added to 40 parts of the filtrate and stirred to prepare an ink. Next, the ink was passed through a layer of cation exchange resin "C-464" manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. Thereafter, the effluent was adjusted to pH 9.8 with a 0.1N aqueous sodium hydroxide solution, and left in a plastic container for 10 days. The mixture was filtered under pressure again using a 1 micron Teflon filter to obtain the ink of the present invention. The iron content in this ink was measured using an atomic absorption spectrophotometer and was found to be 3.8 ppm. Using this ink, an on-demand type multi-head (discharge orifice diameter 35 microns, heating resistor, resistance value,
When the following T1 to T5 were investigated using a recording device with a drive voltage of 150 ohms, a drive voltage of 30 volts, and a frequency of 2 KHz, good results were obtained in all cases. (T1) Long-term stability: Even after the ink is sealed in a plastic film bag and stored at -30℃ and 60℃ for 6 months, no precipitation of insoluble matter is observed, and there is no change in the physical properties or color tone of the liquid. Ta. (T2) Ejection stability: Continuous ejection was performed for 24 hours in an atmosphere of room temperature, 5°C, and 40°C, and stable high-quality recording was possible from beginning to end under all conditions. (T3) Discharge responsiveness: Investigated discharging for 2 seconds and discharging after standing for 2 months, but in both cases, there was no clogging at the orifice tip, and recording was stable and uniform. (T4) Quality of recorded images: The images recorded on the recording materials listed in Table 1 below were high in density and clear. After 6 months of exposure to room light, the rate of decrease in concentration was less than 1%. (T5) Fixability on various recording materials: After 15 seconds of printing on the recording materials listed in Table 1 below, the presence or absence of image shift/bleeding was determined by rubbing the printed area with a finger, and there was no image shift/bleeding. It showed excellent fixing properties. Examples 2 to 5 Inks were prepared using the commercially available dyes shown in Table 2 below in the same manner as in Example 1, and T1 to T5 were examined in the same manner as in Example 1 for each ink. All of these showed excellent results similar to Example 1. Example 6 The ink of Example 2 was used as the yellow ink, the ink of Example 3 was used as the magenta ink, the ink of Example 4 was used as the cyan ink, and the ink of Example 5 was used as the black ink in Examples 2 to 5. A full-color photograph was reproduced using an inkjet recording device similar to that used in the original. The resulting image had extremely clear colors and good color reproduction. Comparative Example The dye “Special Black” shown in Example 1
A 10% aqueous solution of ``7984'' was prepared, and then sodium sulfate was added to the aqueous solution and stirred to salt out the dye. Next, the precipitate was collected by filtration, washed with a pure aqueous solution of sodium sulfate, and dried. A predetermined amount of the dry solid was weighed out so that the dye concentration in the resulting ink would be 3%, and dissolved in a 3:1 mixture of ethylene glycol and N-methyl-2-pyrrolidone. Next, this solution was mixed with an average pore size of 1
It was filtered under pressure using a micron Teflon filter, and 60% water was added to 40% of the filtrate and stirred to prepare a sample ink. The iron content in this ink was measured using an atomic absorption spectrophotometer and was found to be 6.1 ppm. When this ink was examined at T1 to T5 in the same manner as in Example 1, precipitation of insoluble matter was observed in the ink after one month of ink storage. Furthermore, in (T2), ink often failed to be ejected, forcing us to change the drive voltage (increase the voltage). When the surface of the heating head was observed under a microscope, a brown precipitate was observed to be attached. In (T3), it was observed that the orifice became clogged and the ink ejection became unstable after being left for one month. Furthermore, regarding this dye, we created an ink that was treated by adding only a treatment with a cation exchange resin to the above-mentioned treatment process, and an ink that was similarly treated by adding only a standing treatment to the above-mentioned treatment process. When the iron content was measured, the value was 4.8 ppm for the former and 5.1 ppm for the latter. Similarly, when testing T1 to T5 with respect to these, an improvement was recognized compared to one in which these additional processes were not performed at all, but the performance could not be said to be sufficient from a practical standpoint.

【表】【table】

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 液組成物に熱エネルギーを作用させて液滴と
して吐出させるインクジエツト記録方式に使用す
る水溶性染料を含む液組成物であつて、該組成物
中に含まれる鉄の含有量を4ppm以下に調整して
あることを特徴とする液組成物。 2 液組成物に発熱ヘツドを介して熱エネルギー
を作用させ、液組成物を液滴として微細孔より吐
出して、被記録材に記録を行うインクジエツト記
録方法において、前記液組成物が、水溶性染料を
含み、且つ、該組成物中に含まれる鉄の含有量を
4ppm以下に調整してあることを特徴とするイン
クジエツト記録方法。
[Scope of Claims] 1. A liquid composition containing a water-soluble dye used in an inkjet recording method in which a liquid composition is ejected as droplets by applying thermal energy, the composition containing iron. A liquid composition characterized in that the amount is adjusted to 4 ppm or less. 2. In an inkjet recording method in which thermal energy is applied to a liquid composition via a heat-generating head and the liquid composition is ejected as droplets from micropores to record on a recording material, the liquid composition is water-soluble. The composition contains a dye and the iron content contained in the composition.
An inkjet recording method characterized by being adjusted to 4ppm or less.
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