JPS6034993B2 - 記録液及びその製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な記録液、とりわけ微細な吐出オリフィス
から吐出させ液滴として飛翻させて記録する所謂、イン
クジェット記録に適した記録液（一般にインクと呼ぶ）
及びその製造方法に関する。

更に詳しくは、筆記臭や吐出オリフィス先端での目語り
を起こすことの無い記録液及びその製造方法に関する。
従来、フェルトベン、万年筆等の筆記具に使用されるイ
ンクとしては各種の染料、顔料を水またはその他の有機
溶剤からなる液媒体中に溶解或いは分散させたものが知
られている。

また、ピェソ振動子による振動或いは高電圧印加による
静電吸引または熱エネルギー等により記録ヘッド内のイ
ンク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上記の様なインク
が使用されることが知られている。筆記臭用またはイン
クジェット記録用インクの一般的な基本構成の例として
、水溶性染料、該染料の溶媒である水、および乾燥防止
剤であるグリコール類の三者を主成分として成るものを
あげることができる。水溶性染料としては直接染料、酸
性染料および塩基性染料が記録した時の堅ろう性や色調
の点ですぐれているため好んで用いられる。これらは元
来、繊維の染色用として製造されたものであるので、塩
化ナトリウムや硫酸ナトリウムなどの無機塩類が多量に
含まれているのが普通である。これら無機塩類は、染料
合成反応の過程で副生したものの他に、塩析剤、希釈剤
あるいは均染剤として積極的に添加されたものである。
かような無機塩類を含む染料で、記録用インクを調製す
ると次のような好ましからざる事態を招来する。すなわ
ち該無機塩類はインク中の染料溶解安定性を低下せしめ
、染料の凝集・沈殿をもたらす。また他方、インクジェ
ット記録に於ては吐出オリフィス付近でインクが蒸発し
液組成が変化すると該無機塩類の析出をひき起す。これ
らはいずれもインクジェット記録において最も忌避すべ
き吐出オリフィスの目づまりの原因となる。オリフィス
目づまり防止のためにこれまで多数の対策が提案されて
いるが、インク中の無機塩類濃度に着目したものは見当
らない。インクが目づまりを起しやすいものであると染
料濃度を低くしなければならず、その結果、記録画像の
濃度が不充分で品位に欠け、また耐光性も劣るものとな
る。

本発明は無機塩類濃度を所定の範囲にコントロールする
ことにより目づまりをなくした記録用インクとその製造
方法に関するものである。

特にはインクジェット記録に適したインク組成物とその
製造方法に関する。本発明者らは種々研究の結果、塩素
イオン（ＣＩ‐）と硫酸根（Ｓ０４‐‐）で代表せた無
機塩の濃度の和が０．００１〜０．２重（机）％の範囲
にある場合、そのインクは吐出オリフィスを目づまりさ
せる傾向が非常に少ないことを発見した。無機塩類濃度
が上記の上限値を越えると目づまりしやすくなることは
言うまでもないが、一方、下限値より低い場合にも染料
の溶解安定性が若干低下することが見出された。これは
、徴量の無機塩が溶液中の染料の会合防止に何らかの寄
与をしているためと推測される。本発明の記録液は、記
録剤として水溶性染料を含む液組成物であって、この組
成物中に含まれる無機塩類の濃度が０．００１〜０．２
重量％の範囲にあることを特徴にしている。本発明によ
れば、吐出オリフイスを目づまりさせず、保存中に固形
分の析出を生ぜず、濃度が高く高品位で耐光性のすぐれ
た記録画像を与える記録液が得られる。

本発明における無機塩類濃度のコントロール方法として
は、塩析、透析、限外病過、逆浸透、電気透析等、通常
知られた方法が利用できる。

この内工業的に特に好ましい方法として限外炉過法、逆
浸透法が挙げられる。本発明の記録液は水を主な液媒体
成分とするものであり、水と水溶性の各種有機溶剤との
混合物を使用することも可能である。

水溶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−プロピルアルコール、インプロ
ピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチ
ルアルコー／し、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
またはケトアルコール類；テトラヒドロフラン、ジオキ
サン等のヱーテル類；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ーヘ
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−ルメチル（又はエチル）エーテ
ル、ジェチレングリコールメチル（又はエチル）エーテ
ル、トリェチレングリコールモノメチル（又はエチル）
エーテル等の多価アルコールの低級アルキルヱーテル類
；Ｎーメチル−２−ピロリドン等が挙げられる。これら
の多くの水落性有機溶剤の中でも、ジェチレングリコー
ル等の多価アルコール、トリェチレングリコールモノメ
チル（又はエチル）ェーナル等の多価アルコールの低級
アルキルェーテルは好ましいものである。

記録液中の上記水落性有機溶剤の含有量は、一般には記
録液全重量に対して重量パーセントで０〜９５％、好ま
しくな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
或いは所望される記録液の特性に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１０〜１００
％、好ましくは１０〜７０％、より好ましくは２０〜７
０％の範囲内とされる。

この様な成分から調合される本発明の記録液は、それ自
体で記録特性（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、長期間の記録休止後の吐出
安定性）保存安定性、紙等に代表される被記録体への定
着性、或いは記録画像の耐光性、耐候性、耐水性等いず
れもバランスのとれた優れたものである。そしてこの様
な特性を更に改良する為に、従来から知られている各種
添加剤を更に添加含有せしめても良い。例えば、ポリビ
ニルアルコール、セルロース類、水熔性樹脂等の粘度調
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、ジェタノールアミン、トリヱタノールアミン等
の表面張力調整剤；緩衝液によるｐＨ調整剤等を挙げる
ことができる。

尚、熱エネルギーの作用によって記録液を吐出させるタ
イプのインクジェット記録方式を採用する場合には、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。

本発明を以下の実施例で更に詳細に説明する。尚、以下
の実施例及び比較例中に於ける％は、特に断わらない限
り、全て、重量％を示すものである。実施例 １ イオン交換水 孤軍量部ジエチレ
ングリコール ３０ 〃染料；Ｓｕｍｉｌ
ｊｇｈｔＢｌａｃｋＱｏｎｃ．（住友化学製）
１０ 〃上記の各成分を容器の中で
充分混合溶解した後、ポリオレフィン製限外炉過膜（Ｎ
ＴＵ−２００６：日東電工株製）及び眼外炉過装置（Ｕ
Ｗ−１：日東電工株製）を用い、排出される炉液の量だ
けイオン交換水を補給することにより精製を行ない、記
録液中の塩素イオンおよび硫酸根の含有量が各々０．０
１％となるように調整した。

得られた記録液を孔径１ムのテフロンフィルターで加圧
ロ遇したのち、真空ポンプを用いて脱気処理し記録液と
した。該記録液を用いて、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ヘッド（吐出オリフィ
ス径５０り・ピェゾ振動子駆動電圧ＯＶ、周波数４ＫＨ
ｚ）を有する記録装置により険討を行なった。また、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ブのマルチヘッド（
吐出オリフィス径３５一、発熱抵抗体抵抗値１５００、
駆動電圧３０Ｖ、周波数松Ｈｚ）を有する記録装置を用
いて上と同機の検討を行なった。

いずれの場合も下記のようにすぐれた結果を得た。記録
液の長期保存性；記録液をガラス容器に密閉し、一３０
ｏｏと６０００で６カ月間保存したのちでも不溶分の析
出は認められず、液の物性や色調にも変化がなかった。

吐出安定性；室温、５００、４０００の雰囲気中でそれ
ぞれ２独時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。

吐出応答性；２秒毎の間欠吐出と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。記録画像の品質
；記録された画像は濃度が高く鮮明であった。

室内光に３カ月さらしたのちの濃度の低下率は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。比較例 実施例１の記録液の精製度を変えて記録液中の塩素イオ
ンおよび硫酸根の濃度が各々０．８％および０．４％と
なるようにしたものおよび各々０．０００１％および０
．０００２％となるようにしたもの、の２種類の記録液
を用いて実施例１と同様にして検討を行なったが、いず
れの場合も記録液を保存中１カ月以内に不落分が析出し
、また吐出中および放置中にいまいま目づまりを起した
。

実施例 ２ 逆浸透膜（ＮＴＲ−ｌｉ３０：日東電工株製）を用いて
実施例１と同様な方法で下記の組成の記録液を調整し、
実施例１と同様の検討をおこなったが、いずれも不溶分
の析出や目づまりを起すことなく、すぐれた結果を与え
た。

（カッコ内ａおよびｂは各々記録液中の塩素イオンおよ
び硫酸根の含有Ｍ％を示す）実施例 ３ 実施例２で得られた各記録液を個別にフェルトベンに充
填しキャップをとって１週間放置後に筆記したところ、
いずれもスムーズに筆記が出来た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 記録剤として水溶性染料を含む液組成物であつて、
   この組成物中に含まれる無機塩類の濃度が０．００１〜
   ０．２重量％の範囲にあることを特徴とする記録液。 ２ 前記濃度が塩素イオン（Ｃｌ＾−）濃度及び硫酸根
   （ＳＯ＿４＾−＾−）濃度の総和に相当する特許請求の
   範囲第１項記載の記録液。 ３ 記録剤として水溶性染料を含む液組成物を得た後、
   限外濾過法、又は逆浸透法を適用して前記組成物中に含
   まれる無機塩類の濃度が０．００１〜０．２重量％の範
   囲になる様に調製することを特徴とする記録液の製造法
   。 ４ 前記濃度が塩素イオン（Ｃｌ＾−）濃度及び硫酸根
   （ＳＯ＿４＾−＾−）濃度の総和に相当する特許請求の
   範囲第３項記載の製造法。 ５ 記録剤として水溶性染料を含む液組成物を得た後、
   塩折法、透析法、又は電気透析法を適用して前記組成物
   中に含まれる無機塩類の濃度が０．００１〜０．２重量
   ％の範囲になる様に調製することを特徴する記録液の製
   造法。 ６ 前記濃度が塩素イオン（Ｃｌ＾−）濃度及び硫酸根
   （ＳＯ＿４＾−＾−）濃度の総和に相当す特請求の範囲
   第５項記載の製造法。