JPS6033145B2 - 記録液 - Google Patents

記録液

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JPS6033145B2
JPS6033145B2 JP57188776A JP18877682A JPS6033145B2 JP S6033145 B2 JPS6033145 B2 JP S6033145B2 JP 57188776 A JP57188776 A JP 57188776A JP 18877682 A JP18877682 A JP 18877682A JP S6033145 B2 JPS6033145 B2 JP S6033145B2
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浩 滝本
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、新規な記録液、特に記録へッド‘こ設けられ
て微細な吐出口(吐出オリフィス)から吐出させ、液滴
として飛翻させて記録を行う記録方式に適した記録液に
関する。
従来から、紙等の被記録材に記録を行う筆記具(万年筆
、フェルトベン等)には、インクとして、各種の染料を
水又は有機溶剤に溶解させたものが使用されている。
また、ピェゾ振動子による振動あるいは高電圧印加によ
る静電引力等により、記録ヘッド内の液体を吐出オリフ
ィスから吐出させて記録を行なう所謂インクジェット記
録方式に於いても、各種の染料を水又は有機溶剤等に溶
解させた組成物が使用されることが知られている。
しかし、一般の万年筆、フェルトベンのような文具用イ
ンクに比べると、インクジェット用記録液は、多くの特
性で一層厳密な条件が要求される。このようにインクジ
ェット記録法は、所謂インクと称される記録液の液滴(
droplet)を飛翻させ、これを被記録材に付着さ
せて記録を行なうものである。
かかる記録液は、記録剤(染料又は顔料が用いられる)
及びこれを溶解又は分散する液媒体(水又は各種有機溶
剤あるいはこれらの混合物が用いられる)を基本成分と
し、また必要に応じて各種添加剤が添加されている。こ
のような記録法には、液滴の発生方法及び液滴の飛翻方
向の製御方法によって、種々の方式がある。
その一例を第1図に示す。第1図の装置は、ピェゾ振動
子を有する記録ヘッド部に記録信号を与え、該信号に応
じて記録液の液滴を発生させて記録を行うものである。
第1図において、記録ヘッド1は、ピェゾ振動子2a、
振動板2b、記録液の流入口3、ヘッド内の液室4及び
吐出口(吐出オリフィス)5を有している。液室4内に
は、貯蔵タンク6に貯えられた記録液7が、供給管8に
よって導入される。なお、供給管8の途中には、場合に
よってポンプあるいはフィルター等の中間処理手段9が
設けられることもある。ピェゾ振動子2aには、信号処
理手段(例えばパルス変換器)1川こよって記録信号S
からパルスに変換された信号が印加され、該信号に応じ
て液室4内の記録液に圧力変化が生ずる。その結果、記
録液7は、吐出オリフィス5から液滴11となって吐出
し、被記録材12の表面に記録が行われる。また、上記
の装置以外にも種々のタイプの装置が知られており、例
えば第2図に示すように、第1図の変形例として液室4
をノズル状にし、その外周部に円筒状のピェゾ振動子を
設置した装置がある(この装置に於ける液滴の発生に機
構は、本質的に第1図に示した装置と同じである)、更
に、帯電した液滴を連続的に発生させ、該液滴の一部を
記録に使用する装置。
あるいはまた、記録へッドもこ室内の記録液に記録信号
に対応した熱エネルギーを与え、該エネルギーにより液
滴を発生させる装置等も知られている。この熱エネルギ
ーを利用する装置の一例を、第3−a図、第3−b図及
び第4図に示す。
記録ヘッド13は、インクを通す溝14を有するガラス
、セラミックス又はプラスチック板等と、感熱記録に用
いられる発熱ヘッド15(図では薄膜ヘッドが示されて
るが、これに限定されるものではない)とを接着して得
られる。
発熱ヘッド15は、酸化シリコン等で形成される保持膜
16、アルミニウム電極17一1,17一2、ニクロム
等で形成される発熱抵抗体層18、蓄熱層19、アルミ
ナ等の放熱性の良い基板20より成つている。インク2
1は、吐出オリフイス22まで来ており、圧力Pにより
メニスカス23を形成している。電極17一1,17一
2に電気信号が加わると、発熱ヘッド15のnで示され
る領域が急激に発熱し、ここに接しているインク21に
気泡が発生し、この圧力でメニスカス23が突出し、イ
ンク21が吐出し、オリフィス22より記録小通24と
なり、被記録材25に向って飛糊する。
第4図には第3−a図に示すヘッドを多数並べたマルチ
ヘッドの外観図を示す。該マルチヘッドは、マルチ溝2
6を有するガラス板27と、第3−a図に説明したもの
と同様な発熱ヘッド28を接着してつくられている。な
お、第3−a図は、インク流路に沿ったヘッド13の断
面図であり、第3−b図は第3−a図のA−B線での切
断面である。
従来、この種の記録液として、例えば特公昭50−83
61号、特公昭51−40484号、特公昭52−13
126号、特公昭52一13127号、特開昭50−9
5008号に示されるように、各種染料又は顔料を水系
又は非水系溶媒に溶解又は分散させたものが知られてい
る。
この種の記録液の好ましい条件としては、1 吐出条件
(圧電素子の駆動電圧、駆動周波数、オリフィスの形状
を材質、オリフィス径等)にマッチングした液物性(粘
度、表面張力、電導度等)を有していること。
2 長期保存に対して、安定で目詰まりを起さないこと
3 被記録材紙、フィルム等)に対して、定着が遠く、
ドットの周辺が滑らかでにじみが4・さし、こと。
4 印字された画像の色調が鮮明で、濃度が高いこと。
5 印字された画像が耐水性、耐光性が優れていること
。6 記録液が周辺材料(容器、連結チューフ、シール
材等を侵さないこと。
7 臭気、毒性、引火性等の安全曲こ優れたものである
こと。
等が挙げられる。
上記のような諸特性を同時に満足させることは相当に困
難であり、前記の先行技術はこの点で不満足なものであ
った。
かかる目的の記録に適用する記録液は、前記のように基
本的には染料とその溶媒とから組成されるものであるか
ら、上記記録液の特性は染料の有する固有の性質に左右
されることが大きい。
したがって、記録液が上記諸特性を具備するよう染料を
選択することはかかる技術分野に於いて極めて重要な技
術である。而して、本発明は、鋭意討の結果、かかる目
的に用いる記録液に好適な染料を見し、出すことにより
完成されたものである。
すなわち、本発明の記録液は、記録液を形成する成分で
ある記録剤と、この記録剤を溶解又は分散するための液
媒体を含む記録液に於いて、記録剤として下記一般式■
:〔式中、Yは水素原子、メチル基、メトキシ基、アセ
チルアミ/基、ニトロ基の何れかを表わし、尚、ベンゼ
ン環Bの3位の炭素原子と共に、ベンゼン環を形成する
事もある。
一方、×はアセチル基、ベンゾィル基、バラトルェンス
ルホニル基、4−クロル−6−ヒドロキシー1,3,5
,ートリアジンー2−ィル基の何れかを表わし、又、M
1,M2,帆は夫々アルカリ金属、アンモニウム及びア
ミン類の中から選ばれる塩基である。)で表わされる染
料の少なくとも一種が含有されていることを特徴とする
本発明の記録液に適用する一般式〔A〕で表わされる染
料の具体例としては、下記第1表に示すようなものを挙
げることができる。
聡 船 これらの染料は、従来知られていた類似構造を有する染
料に比し、前記の諸要求特性に対して優れた性能を示す
例えば、一般式〔A〕で表わされる染料を記録剤として
含有する記録液は、下記染料1)を記録剤として含有す
る記録液を使用して得られる印画物を比較すると、画像
の耐光性に於いて優れている。また、下記染料■を記録
剤として含有する記録液に比較すると、長期保存に対し
安定で、吐出オリフィスの目詰りを起さない等の点で明
確な優位性を示す。(C.1.アシツドレツド−35) (C.1.リアクテツフレツド−17) このような本発明の記録液に適用する一般式凶で表わさ
れる染料、すなわちモノアゾ化合物は、前記構造式○}
及び■で表わされる染料、あるいはこれらと類似した構
造を有する染料と同様な法により製造することができ、
例えばr理論製造染料化学」細田豊著(昭和43年7月
15日、技報堂発行)第580頁第5〜11行、あるい
は「新染料化学」細田豊著(昭和48王12月21日、
技報堂発行)第441頁第2餅守〜第442頁第126
等の記載に準じた方法により製造することができる。
すなわち、下記一般式曲(式中、Yは前記と同様な意味
を表わす。
)で表わされるアミン類を、塩類、硫酸等の希鉱酸中で
亜硝酸ソーダ等を用いてジアゾ化した後、下記一般式{
C}(式中、×は前記と同様な意味を表わす。
)で表わされるナフトール類とカップリング反応させる
ことにより容易に製造することができる。本発明によれ
ば、粘度、表面張力等の物性値が適正範囲内にあり、微
細なオリフィスを目詰まりさせず、十分に高い濃度の記
録画像を与え、保存中に物性値変化あるいは固形分の析
出を生ずることなく、被記録材の種類を制限せずに種々
の部材に記録が行え、定着速度が大きく、耐水性、耐光
性、耐摩耗性及び解像性の優れた画像を与える記録液が
得られる。このような記録液は、次のようにして調整す
ることができる。
色成分、つまり上記一般式凶ぜ表われる染料の含有量は
、液媒体の種類、記録液に要求される特性等に依存して
決定されるが、一般には記録液全重量に対して重量%で
0.1〜20%、好ましくは0.5〜15%、より好ま
しくは1〜10%の範囲とされる。該染料は、もちろん
単独で若し〈は二種以上を組み合わせて、あるいは他の
直接染料、酸性染料を併用して使用することができる。
記録液は組成するための液媒体成分としては、水あるい
は水と水溶性の各種有機溶剤との混合物が使用される。
水潟性の有機溶剤としては、例えば、メチルアルコール
、エチルアルコール、n−フ。ロピノレア′レコー′レ
、イソフ。ロピ/レアノレコーノレ、nーブチノレアノ
レコー/し、setーブチ/レアルコ−ル、にrt−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の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ンアルコール類;テ
トラヒド。フラン、ジオキサン等のエーテル類:N−メ
チル−2ーピロリドン、1,3ージメチルー2−イミダ
ゾリジノン等の含窒素複素環式ケトン類;ポリエチレン
グリコール、ポリプロピレングリコ−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−へキサトリオール、チオジグリコール
、ヘキシレングリコール、ジェ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)ーテル等の多価アルコールの低級アルキルェーテ
ル類等が挙げられる。これらの多くの水溶性溶剤の中で
も、多価アルコールのジェチレングリコール、多価アル
コールの低級アルキルェテルのトリェチレングリコール
モノメチル(又はエチル)エーテル等は、特に目詰まり
防止上、好ましいものである。
記録液中の上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般に記録
液全軍量に対して重量%で5〜95%、好ましくは10
〜80%、より好ましくは20〜50%の範囲とされる
この時の水の含有量は、上記溶剤成分の種類、その組成
あるいは所望される記録液の特性を依存して広い範囲で
決定されるが、記録液全重量に対して一般に10〜90
%、好ましくは10〜70%、より好ましくは20〜7
0%の範囲とされる。
このような成分から調製される記録液は、それ自体で記
録特性(信号応答性、液瓶形成の安定性、吐出安定性、
長時間の連続記録性、長期間の記録休止後の吐出安定性
)保持安定性、被記録材への定着性、あるいは記録画像
の、耐光性、耐侯性、耐水性等のいずれもバランスのと
れた優れたものである。
そして、このような特性を更に改善するために、従釆か
ら知られている各種添加剤を更に含有させてもよい。例
えばポリビニルアルコール、セルロース類、水溶性樹脂
等の粘度調節剤;カチオン、ァニオン又はノニオン系の
各種界面活性剤;ジェタノールアミン、トリェタノール
アミン等の表面張力調整剤:緩衝液によるPH調整剤;
防カビ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ェット記録方法に使用される記録
液の調合するためには、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。
なお、熱エネルギーの作用によって記録液を吐出さるタ
イプのインクジェッ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
整されることをある。
本発明を、以下の実施例並びに参孝例により更に詳細に
説明する。参考例 1 〔No.1の染料の合成〕 オルタニル酸(oーアミノベンゼンスルホン酸)17.
3夕を3%塩酸346ccに加え、3時間雛拝して均一
なスラリーとした。
これに氷200夕を加えて3℃に冷却した。別に亜硝酸
ソーダ7.3夕を水73ccに溶解し、これを前記スラ
リー中に加えた。3℃にて1時間蝿拝してジアゾ化した
後、スルフアミン酸3夕を加えて残存する亜硝酸ソーダ
を消去した。
一方、N−ペンゾィル日酸42.3夕を水850ccに
加えた後、25%カ性ソーダ水溶液20ccを加えてp
Hを9として溶解した。
これに氷800夕を加え、3℃とした後、前記ジアゾ液
、氷200夕及び25%カ性ソーダ35ccをpH8−
10、温度2〜5℃を保ちつつ、交互に加えてカップリ
ングを行った。同温度で5時間蝿拝した後、食塩500
夕を加えて生成物を塩折した。析出した生成物をろ過し
た後、20%食塩水500ccで洗浄し、ウェットケー
キを得た。このウェットケーキを脱塩処理した後、乾燥
してNo.1の染料53夕を得た。元素分析の結果は次
のとおりであった。
参考例 2 〔No.2の染料の合成〕 4−アミノトルェンー3ースルホン酸18.7夕を3%
塩酸380ccに加え3時間燈拝して均一なスラリ−と
した。
これに氷200夕を加えて、3℃に冷却した。別に亜硝
酸ソーダ7.3夕を水73ccに溶解し、これを前記ス
ラリー中に加えた。3℃にて1時間蝿拝してジアゾ化し
た後、スルフアミン酸3夕を加えて残存する亜硝酸ソー
ダを消去した。
N−ペンゾィル日酸42.3夕を水850ccに加えた
後、25%か性ソーダ水溶液20ccを加えてpHを9
として溶解した。これに氷800夕を加え、3℃とした
後、前記ジアゾ液、氷200夕及び25%カ性ソーダ4
0ccをpH8−10、温度2o〜5℃を保ちつつ交互
に加えてカップリングを行った。同温度で5時間燈拝し
た後、食塩500夕を加えて生成物を塩折した。析出し
た生成物をろ過した後、20%食塩水500ccで洗浄
し、ウェットケーキを得た。このゥェットケ−キを脱塩
処理した後、乾燥してNo.2の染料52.2夕を得た
。元素分析の結果は次のとおりであった。
参考例 3 〔No.7の染料の合成〕 トビアス酸(8−ナフチルアミンスルホン酸)22.3
夕を5%塩酸450ccに加え、3時間蝿梓して均一な
スラリーとした。
これに氷300夕を加えて3℃に冷却した。別に亜硝酸
ソーダ7.3夕を水73ccに溶解し、これを前記スラ
リー中に加えた。3℃にて1時間燭拝してジアゾ化した
後、スルフアミン酸3夕を加えて残存する亜硝酸ソーダ
を消去した。
Nーアセチル日酸36.1夕を水750ccに加えた後
、25%カ性ソーダ水溶液20ccを加えてpHを9と
して溶解した。
これに氷800夕を加え3℃とした後、前記ジアゾ液、
氷200夕及び25%カ性ソーダ70ccをpH8−1
0、温度2o 〜5℃を保ちつつ交互に加えてカップリ
ングを行った。同温度で5時間蝿拝した後、食塩500
夕を加えて生成物を塩折した。析出した生成物をろ過し
た後、20%食塩水500ccで洗浄し、ウェットケー
キを得た。このウェットケーキを脱塩処理した後乾燥し
てNo.7の染料47.1夕を得た。元素分析の結果は
次のとおりであった。
実施例 1 上記各成分を容器の中で充分混合物溶解し、孔径1りm
のテフロンフィルターで加圧ろ過したのち、真空ポンプ
を用いて脱気処理し、記録液とした。
得られた記録液を用いて、ピェゾ振動子によって記録液
を吐出させるオンデマンド型記録へッド(吐出オリフィ
ス径50仏m、ピェゾ振動子駆動電圧60V、周波数巡
日2)を有する記録装置により、下記の(T,)〜(T
5)の検討を行なったところ、いずれも良好な結果を得
た。(T,)記録液の長期保存性; 記録液をガラス容器に密閉し、一30qoと6000で
6カ月間保存したのちでも不落分の析出は認められず、
液の物性や色調にも変化がなかった。
(L)吐出安定性; 室温、5℃、4000の雰囲気中でそれぞれ2独特間の
蓮続吐出を行なったが、いずれの条件でも終始安定した
高品質の記録が行なえた。
(T3)2秒毎に間欠吐出と2カ月間放置後の吐出につ
いて謙たが、いずれの場合もオリフィス先端での目詰り
がなく安定で均一に記録された。
(T4)記録画線の品質; 記録された画像は濃度が高く鮮明であった。
室内光に3ヵ月さらしたのち濃度の低下率は1%以下で
あり、また、水中に1分間浸した場合、画像のにじみは
きわめてわずかであった。(L)各種被記録材に対する
定着性:下表に記載の被記録材は印字19砂・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 実施例1と同様にして上記の組成の記録液を調製し、記
録ヘッド内の記録液に熱エネルギーを与えて液滴を発生
させた記録を行なうオンヂマンドタィプのマルチヘッド
(吐出オリフィス径35仏m、発熱抵抗体抵抗値150
0、駆動電圧30V、周波数次HZ)を有する記録装置
を用いて、実施例1と同様(T,)〜(T5)の検討を
行なったが、全ての検討実験に於て優れた結果を得た。
実施例 3実施例1と同様にして上記の組成の記録液を
調製し、記録ヘッド内の記録液に熱エネルギーを与えて
液滴を発生させた言己縁を行なうオンデマンドタイプの
マルチヘッド(吐出オリフイス座35りm、発熱抵抗体
抵抗値1500、駆動電圧30V、周波数歌HZ)を有
する記録装置を用いて実施例1と同様(T,)〜(L)
の検討を行なったが、全ての検討実験に於て優れた結果
を得た。
実施例 4 実施例1と同様にして上記の組成の記録液を調製し、記
録ヘッド内の記録液に熱エネルギーを与えて液滴を発生
させた記録を行なうオンデマンドタイプのマルチヘッド
(吐出オリフイス径35ムm、発熱抵抗体抵抗値150
0、駆動電圧30V、周波数狐HZ)を有する記録装置
を用いて、実施例1と同様(T,)〜(T5)の検討を
行なったが、全ての検討実験に於て懐れた結果を得た。
実施例1と同様にして上記の組成の記録液を調製し、記
録ヘッド内の記録液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ィプのマルチヘッド(
吐出オリフィス径35山m、発熱抵抗体抵抗値1500
、駆動電圧30V、周波数2KHZ)を有する記録装置
を用いて、実施例1と同様(T,)〜(T5)の検討を
行なったが、全ての検討実験に於て優れた結果を得た。
実施例 6〜10下記610に示す組成の記録液を実施
例1と同様な方法で調合した。
これ等の組成物をフェルトベンに充填し、中質紙(白牡
丹:本州製紙)に筆記して耐水性及びキャップをはずし
て24時間放置後筆記性を調べた。本実施例の記録液は
耐水性及び放置後の筆記性共に優れていた。
尚、実施例6に於いてNo.17の染料の代わりもこN
o.4,5,6,7,8,9,10,11,12,14
,15,16,18,19,20,21,23の染料を
用いて記録液を調整したが、いずれも良好な結果を得た
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、それぞれインクジェット記録装置
の模式図である。 第3一a図、第3−b図は、別の記録装置の要部縦断面
図及び同横断面図である。第4図は、第3−a図、第3
−b図に図示したヘッドをマルチ化したヘッドの外観斜
視図である。1・・・・・・記録ヘッド、2a…・・・
ピェゾ振動子、2b……振動子、3……流入口、4,1
4……液室、5…・・・吐出オリフィス、6・・・・・
・貯蔵タンク、7・・・・・・記録液、8・・・・・・
供給管、9・・・・・・中間処理手段、10・・…・信
号処理手段、11……液滴、12,25・・・・・・被
記録材、15・・・・・・発熱ヘッド、16・・・・・
・保護層、17・・・・・・電極、18・・・・・・発
熱抵抗体層、19・・・・・・蓄熱層、20・・・・・
・基板、26・・・・・・溝、S・…・・記録信号。 零〆図 第2図 第3−△図 第3−。 図髪4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 記録液を形成する成分である記録剤と、この記録剤
    を溶解又は分散するための液媒体を含む記録液に於いて
    、記録剤として下記一般式(A);▲数式、化学式、表
    等があります▼ 〔式中、Yは水素原子、メチル基、メ
    トキシ基、アセチルアミノ基、ニトロ基の何れかを表わ
    し、尚、ベンゼン環Bの3位の炭素原子と共に、ベンゼ
    ン環を形成する事もある。 一方、Xはアセチル基、ベンゾイル基、パラトルエンス
    ルホニル基、4−クロル−6−ヒドロキシ−1,3,5
    ,−トリアジン−2−イル基の何れかを表わし、又、M
    ^1,M^2,M^3は夫々アルカリ金属、アンモニウ
    ム及びアミン類の中から選ばれる塩基である。〕で表わ
    される染料の少なくとも一種が含有されていることを特
    徴とする記録液。 2 一般式(A)で示される染料が、記録液全重量に対
    して0.1〜20重量パーセント含有されている特許請
    求の範囲第1項記載の記録液。
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