JPH04359073A

JPH04359073A - ホットメルト型インク組成物

Info

Publication number: JPH04359073A
Application number: JP3132891A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Kanbayashi; 憲一官林; Makoto Matsuzaki; 真松崎; Fumiyuki Kanai; 史幸金井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1991-06-04
Filing date: 1991-06-04
Publication date: 1992-12-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、常温より高温の状態の
下でインクジェット記録装置より吐出される、スルホン
アミド化合物と染料を含むホットメルト型インク組成物
とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式は、直接記録で
あるためプロセスが簡単である、インパクト方式ではな
いために無騒音である、高速記録が可能である、微小イ
ンク滴を吐出させるために高解像の記録が可能である等
の優れた特徴を有しており、その将来性が注目されてい
る。しかし、方式の違いにより多少異なるが、従来のイ
ンクジェット記録は、インクが液体であり、紙にしみこ
むことによって記録されることから、被転写物の種類に
よってはインクがにじみ、記録ドットの周辺が不鮮明で
印字品質が低下し、高品位な記録画像が得られないとい
う欠点を有している。このため、紙質に関係なく良好な
印字品質を提供するインク組成物として、米国特許４３
９０３６９、４４８４９４８、特開昭５５−５４３６８
、特開昭５８−１０８２７１号公報に、常温で固体のワ
ックスや、高級脂肪酸等を基材とし、染料を加えたホッ
トメルト型インク組成物を用い、固体状のインクを高温
下で加熱溶融し飛翔させ、記録紙上で冷却固化し、記録
ドットを形成する方法が提案されている。

【０００３】しかし、ワックスや高級脂肪酸等を基材と
し、染料を加えたホットメルト型インク組成物は、記録
時にインク滴が記録紙面上において急冷固化するため、
記録紙面上に盛り上がった状態になり、記録紙との定着
強度が低く、外部からの摩擦、熱、圧力等によるはがれ
落ち、インク像の汚れ等を起こしてしまうという課題を
有している。そこで、米国特許４８２０３４６、欧州特
許０２０６２８６、特開昭６２−４８７７４号公報に、
スルホンアミド化合物と染料を成分とするホットメルト
型インク組成物が提案されており、ワックスや高級脂肪
酸等と染料からなるホットメルト型インク組成物に較べ
、インク自体の強度を向上させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スルホ
ンアミド化合物は、その製造過程から塩化ナトリウム等
の塩化物や硫酸ナトリウム等の無機塩類や、これらが水
分により遊離して生成する塩素イオン（Ｃｌ−）や硫酸
イオン（ＳＯ４２−）、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）等
を不純物として含んでいる。また、ホットメルト型イン
ク組成物に用いる染料は、耐熱性が要求されるため、金
属錯体型の染料が用いられることが多く、これらもまた
製造工程上、前述の無機塩類、無機イオンや、ナトリウ
ム、カリウム、カルシウム、鉄、ニッケル、亜鉛、マン
ガン、リン等の金属または金属イオン（以下、金属（イ
オン）と記述する）や、銅、コバルト、クロム等の金属
錯体型の染料から遊離した金属（イオン）等を不純物と
して含んでいる。例えば、クロム錯体型染料であるＣ．
Ｉ．ソルベントイエロー７９はクロムを多く不純物とし
て含んでいる。

【０００５】これらの不純物を含んだままインクを調製
すると以下のような課題が生じる。無機塩類はインク中
の染料溶解安定性を低下させ、染料の凝集・沈降をもた
らす。また、塩素イオン（Ｃｌ−）や硫酸イオン（ＳＯ
４２−）等は、染料中の不純物である金属イオン等と結
合し析出を生じ、インクジェットヘッドの吐出ノズルの
目詰まりの原因となる。その上、これらのイオンは、イ
ンクジェットヘッド材質をアタックするため、インクジ
ェットヘッドのインク吐出特性に悪影響を及ぼす原因と
なる上、インク組成物に樹脂等が添加される場合、樹脂
の酸化劣化を促進する要因ともなり、インク組成物自体
の短期劣化の原因となる。

【０００６】そこで、本発明はこれらの課題を解決する
ものであり、その目的とするところは、ホットメルト型
インク組成物において、吐出ノズルの目詰まりを防止し
、インクジェットヘッドの長期信頼性を確保し、その上
、インク組成物自体の寿命をも延ばすところにある。また、吐出ノズルの目詰まりを防止し、インクジェット
ヘッドの長期信頼性を確保し、その上、インク組成物自
体の寿命をも延ばす製造方法を提供するところにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のホットメルト型
インク組成物は、常温より高温の状態の下でインクジェ
ット記録装置より吐出される、スルホンアミド化合物と
染料を含むホットメルト型インク組成物において、該ホ
ットメルト型インク組成物中の無機イオンと金属（イオ
ン）の含有量の総和が、１０００ｐｐｍ以下であること
を特徴とし、前記無機イオンのうち、塩素イオン（Ｃｌ
−）の含有量が５００ｐｐｍ以下であることを特徴とし
、前記硫酸イオン（ＳＯ４２−）の含有量が１００ｐｐ
ｍ以下であることを特徴とする。また、前記金属（イオ
ン）が、ナトリウム、カリウム、カルシウム、銅、コバ
ルト、クロム、鉄、ニッケル、亜鉛、マンガン、リンの
中から選ばれることを特徴とし、前記金属（イオン）の
うち、ナトリウムの含有量が３００ｐｐｍ以下であるこ
とを特徴とし、前記金属（イオン）のうち、銅またはク
ロムまたはコバルトの含有量が２００ｐｐｍ以下である
ことを特徴とする。

【０００８】また、本発明のホットメルト型インク組成
物の製造方法は、常温より高温の状態の下でインクジェ
ット記録装置より吐出される、スルホンアミド化合物と
染料を含むホットメルト型インク組成物において、該ホ
ットメルト型インク組成物中の無機イオンと金属（イオ
ン）の含有量の総和が、１０００ｐｐｍ以下になるよう
に調製することを特徴とする。

【０００９】

【実施例】以下に具体例を挙げて本発明を詳細に説明す
る。

【００１０】本発明に用いるホットメルト型インク組成
物の基本成分は、スルホンアミド化合物と、これに溶解
する染料である。スルホンアミド化合物が主ビヒクルと
なるが、具体的には、ｐ−トルエンスルホンアミド、４
−エチルベンゼンスルホンアミド、３，４−ジメチルベ
ンゼンスルホンアミド等の芳香族スルホンアミド類が主
に用いられる。また、少量添加にてインク強度向上に効
果があるものとして、ｐ−ｎ−ブチルベンゼンスルホン
アミド、Ｎ−シクロヘキシル−ｐ−トルエンスルホンア
ミド、Ｎ−フェニル−ｐ−トルエンスルホンアミド、Ｎ
−ｔ−ブチル−ｏ−トルエンスルホンアミド、Ｎ，Ｎ−
ジエチル−ｏ／ｐ−トルエンスルホンアミド等の芳香族
スルホンアミド類が用いられる。これらの芳香族スルホ
ンアミド化合物に、更なる強度付与を目的として、通常
、樹脂が加えられる。樹脂としては、例えばポリエステ
ル樹脂、アルキッド樹脂（ポリエステルポリオール）、
重合ロジン、ケトン樹脂、アクリル樹脂、マレイン酸樹
脂等が挙げられる。前述の芳香族スルホンアミドに可溶
な染料としては、油溶性染料、分散染料、塩基性染料が
主であるが、芳香族スルホンアミドに可溶であれば、直
接染料、反応染料、酸性染料等でも差し支えない。本発
明においては、溶解性と耐熱性の面から金属錯体型の油
溶性染料が好ましい。例えばＣ．Ｉ．ソルベントブラッ
ク４５、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド９１，１２７、Ｃ．
Ｉ．ソルベントイエロー７９，Ｃ．Ｉ．ソルベントブラ
ウン２８等である。

【００１１】インク中の上記主ビヒクルとなる芳香族ス
ルホンアミド類の含有量は、インクの全重量に対して重
量パーセントで５０〜９５％、好ましくは７０〜９０％
の範囲である。少量添加の芳香族スルホンアミド類の含
有量は、インクの全重量に対して５％以下が好ましい。樹脂の添加量は５〜５０％の範囲であるが、好ましくは
、８〜２０％である。また、染料は、インク全重量に対
して１〜１５％の範囲で加えられるが、好ましくは２〜
１０％の範囲である。

【００１２】このような成分から本発明のホットメルト
型インク組成物は調製される。調製時には、物的特性、
吐出安定性、保存安定性、耐光性、耐候性等のバランス
がとれたところがねらわれる。

【００１３】本発明を以下の実施例により更に詳細に説
明する。

【００１４】尚、以下の実施例および比較例中、表中の
％は、すべて重量％を示すものである。

【００１５】（実施例１）　　　　　　ｐ−トルエンスルホンアミド　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　２５％　　　　
　　４−エチルベンゼンスルホンアミド　　　　　　　
　　　　　　　　　　　５５％　　　　　　ｐ−ｎ−ブ
チルベンゼンスルホンアミド　　　　　　　　　　　　
　　　　５％　　　　　　ポリエステル樹脂　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　１０％　　　　　　染料（Ｃ．Ｉ．ソルベント
ブラック４５）　　　　　　　　　　　　　　　　５％
上記のポリエステル樹脂を除く各成分（ｐ−トルエンス
ルホンアミド、４−エチルベンゼンスルホンアミド、ｐ
−ｎ−ブチルベンゼンスルホンアミド、染料）を高純度
エチルアルコール（純度＞９９．５％）に溶解した。残
さを孔径５μのポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）
製メンブランフィルターにより濾過した後、イオン交換
分離をして精製処理した。そして、この精製処理された
溶液をスプレードライヤーに通して溶媒であるエチルア
ルコールを揮発させた。こうして得たビヒクルに樹脂を
加えて容器中で溶融混合し、ホットメルト型インク組成
物を得た。このインク中の無機イオン含有量をイオンク
ロマトグラフ法により、金属（イオン）の含有量を原子
吸光光度分析法、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光
分析法により測定した結果、無機イオンと金属（イオン
）の含有量の総和が７２０ｐｐｍであった。うち、塩素
イオン（Ｃｌ−）が３００ｐｐｍ、硫酸イオン（ＳＯ４
２−）が５０ｐｐｍであり、金属（イオン）はナトリウ
ムが２００ｐｐｍ、クロムが１５０ｐｐｍであった。他
の無機イオン、金属（イオン）はすべて１０ｐｐｍ以下
であった。

【００１６】このインクについて、以下の評価を行った
。

【００１７】（評価１）長期保存性：インクをガラス容
器に密閉し、１５０℃の恒温槽中に３カ月間放置した後
においても、不溶分の析出は認められなかった。また、
インクの物性や色調も変化が無く、印字品質も放置前と
同じく鮮明なものであった。

【００１８】（評価２）吐出安定性：上記のインクを用
いて、ホットメルト型インクジェット記録装置により１
００時間の連続印字を行ったが、終始安定した印字が行
えた。（評価３）吐出応答性：製造直後のインクと、１
５０℃の環境下に１カ月間放置したインクとを、４ｋＨ
ｚの高周波数で印字し、その応答性をみたが、いずれの
場合もノズルでの目詰まりもなく、安定した応答性を示
した。

【００１９】（評価４）ヘッド材質の腐食：インクジェ
ットヘッドを構成する各材質を、上記インク中に浸せき
し、１５０℃の環境下に３カ月間放置した後、各材質の
表面状態を観察したが、なんら変化が無かった。

【００２０】（実施例２〜４）実施例１と同様の方法に
より精製された、下記の表１に示す組成から成るインク
組成物を調製し、それぞれについて実施例１と同様の評
価を行った。これらはいずれも実施例１と同様、優れた
結果を示した。

【００２１】尚、表１に無機イオン、金属（イオン）の
含有量を併せて示した。

【００２２】

【表１】

【００２３】以上の実施例においては、実施例１に示し
た精製方法により本発明のホットメルト型インク組成物
を調製したが、本発明においては、ホットメルト型イン
ク組成物中の無機イオンと、金属（イオン）の含有量の
総和が、１０００ｐｐｍ以下になるように調製すれば良
く、上記の製造方法に限定されるものではない。本発明
の製造方法の他の一例をここで具体的に示す。

【００２４】まず、スルホンアミド化合物の精製である
が、スルホンアミド化合物は、通常、下記のトルエンス
ルホンアミドの合成過程の一例に示されるように合成さ
れる。

【００２５】

【化１】

【００２６】最初に、トルエンに硫酸を作用させトルエ
ンスルホン酸を得、これに塩素を作用させ酸塩化物を得
る。酸塩化物はアンモニアまたはアミンと容易に反応す
るため、次にアンモニア水をこれに作用させトルエンス
ルホンアミドを得る。この時、塩酸が副生成物として発
生するため、水酸化ナトリウム水等で中和し、塩素イオ
ンを塩化ナトリウムとして塩析させ分離する。この一連
の過程より、未反応の硫酸イオン（ＳＯ４２−）、塩素
イオン（Ｃｌ−）、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）が不純
物として残存する。

【００２７】スルホンアミド化合物は熱水やアルコール
等の有機溶剤に溶解するため、溶液とし、ナトリウムを
例えばＨＡＰ（ｈｙｄｒｏｕｓ　ａｎｔｉｍｏｎｙ　ｐ
ｅｎｔｏｘｉｄｅ）等の無機イオン交換体により吸着し
、硫酸イオンや塩素イオンを陰イオン交換体により吸着
し、除去する。ここで、硫酸イオンや塩素イオンを金属
塩化物として析出沈降させて除去することも可能である
が、この場合、未反応の金属イオンが残存し、これを除
去することが再び必要となるため好ましくはない。

【００２８】次に染料の精製であるが、油溶性染料の場
合、該染料を塩酸、硝酸等の酸水溶液中で加熱、攪拌、
混合し、含有金属を酸溶液中に溶出させる。その後、金
属の溶出した酸水溶液と、染料とを濾過し分離する。こ
の工程を必要に応じて繰り返し、金属の含有量を減少さ
せる。

【００２９】上記のようにして精製したスルホンアミド
化合物と染料を、約１５０℃に加熱された容器内で溶融
混合した後、必要に応じて樹脂等を混合する。その後、
孔径５μのポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）製メ
ンブランフィルターにて溶融濾過し、本発明のホットメ
ルト型インク組成物を得ることができる。

【００３０】また、各成分を未精製のまま溶融混合して
インクを調製した後、溶媒中に溶解、精製し本発明のイ
ンク組成物を得ることも可能である。インク成分あるい
はインク組成物自体を溶解する溶媒については、インク
成分の溶解性と、純度が高ければ特に限定されず、一般
的なエチルアルコール、アセトン、トルエン、テトラヒ
ドロフラン（ＴＨＦ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）
等を用いることができる。

【００３１】上記には、インク成分あるいはインク組成
物自体を溶媒中に溶解した後精製する例を述べたが、溶
媒中に溶解させず、溶融状態にて精製した後、本発明の
ホットメルト型インク組成物を得てもなんら支障が無い
ことは言うまでもない。

【００３２】比較例）実施例の各組成インクを未精製の
もので調製した。各インクの無機イオン、金属（イオン
）の含有量を表１に併せて示す。

【００３３】これらのインクに対して、実施例１に示し
たのと同様の評価を行った結果、いずれの場合も、長期
保存性において１カ月経過時点で不溶物の析出が生じ、
また、吐出中に目詰まりがしばしば発生した。その上、
いずれも１カ月の間までにヘッド材質に腐食が生じた。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、スル
ホンアミド化合物から成るホットメルト型インク組成物
において、無機イオンや金属（イオン）の含有量を一定
量以下に調整することにより、染料溶解安定性を向上さ
せ、不溶物の析出を抑え、吐出ノズルの目詰まりが防止
され、また、無機イオンや金属によるインクジェットヘ
ッド材質の腐食も防止され、インクジェットヘッドの長
期信頼性が確保される。その上、インク組成物自体の寿
命も延びるという効果がある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　常温より高温の状態の下でインクジェ
ット記録装置より吐出される、スルホンアミド化合物と
染料を含むホットメルト型インク組成物において、該ホ
ットメルト型インク組成物中の無機イオンと、金属また
は金属イオンの含有量の総和が、１０００ｐｐｍ以下で
あることを特徴とするホットメルト型インク組成物。
【請求項２】　　前記無機イオンのうち、塩素イオン（
Ｃｌ−）の含有量が５００ｐｐｍ以下であることを特徴
とする請求項１記載のホットメルト型インク組成物。
【請求項３】　　前記無機イオンのうち、硫酸イオン（
ＳＯ４２−）の含有量が１００ｐｐｍ以下であることを
特徴とする請求項１記載のホットメルト型インク組成物
。
【請求項４】　　前記金属または金属イオンが、ナトリ
ウム、カリウム、カルシウム、銅、コバルト、クロム、
鉄、ニッケル、亜鉛、マンガン、リンの中から選ばれる
ことを特徴とする請求項１記載のホットメルト型インク
組成物。
【請求項５】　　前記金属または金属イオンのうち、ナ
トリウム（イオン）の含有量が３００ｐｐｍ以下である
ことを特徴とする請求項１記載のホットメルト型インク
組成物。
【請求項６】　　前記金属または金属イオンのうち、銅
またはコバルトまたはクロムの含有量が２００ｐｐｍ以
下であることを特徴とする請求項１記載のホットメルト
型インク組成物。