JPS62250068A - 水溶性染料 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、インクジェット方式あるいは万年筆やフェル
トペン等の筆記具により、紙、樹脂フィルム等の被記録
材に記録を行うための記録液（以下、インクと称する）
に好適に使用される水溶性染料に関する。

［従来の技術］　　。

インクジェット記録方式は、種々のインク吐出方式によ
り、インク滴（ｄｒｏｐｌｅｔ　）’を形成し、それら
の１部もしくは全部を紙等の被記録材に付着させて記録
を行うものであり、このようなインクジェット記録方式
に使用するインクとしては、各種の水溶性の染料又は顔
料を、水又は水と水溶性有機溶剤からなる液媒体に溶解
又は分散させたものが知られて、且つ使用されている。

［発明が解決しようとする問題点１ 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ってい　　　−る際、記録を
中断した際、更に長期間記録を行わなかった時における
記録装置のノズル、オリフィス又はペン先での目詰り及
び沈殿物の発生がないという液安定性である。

特にインクジェット方式の中においては、温度変化によ
って発熱ヘッド表面に異物の沈着が生じ易いため、液安
定性というのは特に重要な性能である。

しかしながら、従来のインクに使用する染料中には、種
々の不純物が含有されているため、インクジェット装置
のノズルやオリフィスに目詰りを生じたり、加熱ヘッド
の表面に沈着物が生じたり、長期保存中に沈殿物が生じ
るｉの問題があり、インクジェッ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
となっている。

従って１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、使用時及び長期保
存時にもノズル、オリフィス等に目詰りを生ぜず、また
特に熱エネルギーを使用すめの水溶性染料を提供するこ
とにある。

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及び無機物）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、オリフィスを目詰りさせたり、インク貯蔵
中に沈殿物を生じたり、特に熱エネルギーを利用するイ
ンクジェット方式における加熱ヘッ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マグネシウム（
イオンも含む）であることを見出し、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］ 上記の目的は、以下の本発明によって達成される。

すなわち本発明は、染料と不純物としてのマグネシウム
とを含み、前記マグネシウムの含有量が６００ＰＰ層以
下に調整されていることを特徴とする水溶性染料である
。

［作用］ 本発明を更に詳細に説明すると１本発明の水溶性染料の
化学構造自体はすでに公知であり、直接染料、酸性染料
、塩基性染料１反応性染料等に代表される水溶性染料で
あり、特にインクジェット記録方式に用いるインクの記
録剤として好適で。

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、Ｃ，１，ダイレクトブラック
　１７．１９，３２，５１．７１，１０８．１４８　；
　Ｃ，１，ダイレクトブルー８．２２．２５．７１．８
８，１３０．１０８，１９９　　；ｃ、１．ダイレクト
レッド１．４．１７．２Ｂ、８３；Ｃ，１，ダイレフト
イｘａ−１２，２４，２６，４４，８８，１００；　Ｃ
，１，ダイレクトオレンジ３４，３９．４４．４Ｂ、ｅ
ｏ；ｃ、ｔ、ダイｌ、”）バイオレット４７．４８；　
Ｃ，１，ダイレクトブラウンｌｏ８；Ｃ，１，ダイレク
トグリーン５９；Ｃ，１，アシッドブラック２、？、２
４，２ｆｌ、３１，５２，８３．１１２．１１８　；　
Ｃ，１，７ジットフルー８．２２，４０．５１１．９３
．１０２．１１１１７，２２９．２３４；Ｃ，Ｌアシッ
ドレッド１．１？、３２，３５．３７．５１，５２，８
０，１１１５，８７．８２．９４．１１５，１８０．２
５Ｂ、２８５，３１５．３１７；　Ｃ，１，７シ’）ト
イｘ　ロー　１１．１？、２３，２５．２９，４２．８
１．７１　；　Ｃ，１，７ジッドオレンジ？、１９　；
　Ｃ，１，アシッドバイオレット　４８；Ｃ，■、ベー
シックブラック　２；Ｃ，１，ベーシックブルー１．３
．５．７．９．２４．２５．２８．２Ｂ、２９　；　Ｃ
，１，ヘ−シ”）クレット１．２．１３．１２．１３．
１４．３？；　Ｃ，１，ヘーシックＡイオレット　１４
，２７；　Ｃ，１，フードブラック　２等が挙げられる
。

上記の染料の例は本発明においては特に好ましいもので
あり、本発明はこれらの染料に限定されるものではない
。

本発明者は、インク組成物の安定性について鋭意研究し
たところ、従来のインク組成物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、均染剤をはじめ、塩化
ナトリウム、硫酸ナトリウム等を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ェット記録及
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、これによってインク組成物としたところ、
かなりの程度問題が解決されるものであったが、インク
ジェット方式、特に熱エネルギーを使用するインクジェ
ット方式においては、熱ヘツド上への異物の沈着を必ず
しも充分には防止できなかった。

そこで本発明者は、更に詳細な研究を続けた結果、市販
の染料中にはかなりの量（場合によっては、数千ｐｐｍ
　）のマグネシウム金属又はイオンが包含されており、
このマグネシウム金属又はイオンが熱ヘツド表面におけ
る沈着物の主たる原因であり、異物発生の大きな原因で
あることを知り、本発明に至ったのである。

以下、水溶性染料中のマグネシウム含有量の調整方法を
具体的に述べる。

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０次に、析出した沈殿物を濾取し、こ
れを硫酸ナトリウムの飽和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の有機溶剤中
に溶解した後、長時間静置する。その後、濾過処理して
、濾液を得る。

この場合の水溶性有機溶剤は、先の塩析処理に用いた硫
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良く、溶媒の選択は、処理す
る染料の構造で最適なものを任意である。

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、この濾液を濃縮乾固させるか又はアセトン等の
溶媒で再沈処理を行うことで乾燥状態の染料を得る。更
に得られた染料の所定量を純水中に溶解した後、陽イオ
ン交換樹脂層を通過させる。

陽イオン処理を行った水溶液は、適切なｐＨ調整を行っ
た後、７〜ｌＯ日間静置し、ろ過する。

そしてこの染料水溶液中のマグネシウムイオン含有量を
原子吸光光度計により測定して、染料粉体換算でｆ１０
０ｐｐ薦以下であることを確認し、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
の市販の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、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染料中のマグネシウム（イ
オンも含む）含有量を調整する方法の１つを示したもの
である。

以上、染料中のマグネシウム（イオンも含む）含有量を
調整する方法の１例を示したが、調整する方法はこれに
限定されるものではなく、イオン化したマグネシウム、
コロイド状マグネシウム等又はマグネシウム化合物を除
去できる方法であればいずれも有効に利用できる。

例えば、曝気法、凝集剤を用いる沈殿法、濾過法、石灰
軟質法、電解法等が挙げられる。

以上の如く得られる本発明の水溶性染料は、従来技術の
問題点を充分に解決し、この染料を用いてインクを調整
した際に、インクジェッ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ェット記
録用のインクの記録剤あるいは筆記具用のインクの記録
剤として有用である。

特に、沈着物の発生を最も嫌う熱エネルギーを使用する
インクジェット記録方式のインクの記録剤として好適で
ある。

次に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。尚
、文中部又は％とあるのは重量基準である。

実施例１ 市販染料「ソーラー・グレー・３ＬＢＮ　（サンド（株
）製）」の１０％水溶液を作成し、次いでこの水溶液中
に硫酸ナトリウムを添加し、攪拌を行い、染料を塩析し
た。その後、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。

次に、前記乾燥物をメチルセロソルブ中に溶解させる（
この場合のメチルセロソルブの量は、溶解させる乾燥物
の重量の５〜１０倍が好ましい）。

この溶解物を３日間密對状態で冷暗所に静置した後、平
均０．４５ミクロンのテフロン（商標名）製フィルター
にて加圧濾過して、その濾液をエバポレーターで濃縮乾
固させ、粉末状染料を得る。

更に、得られた染料をその濃度がおよそ５重量％になる
ように純水に溶解させ、平均孔径１ミクロンのテフロン
（商標名）製フィルターで濾過して、濾液を取り出す。

得られた濾液を住友化学工業（株）製キレート樹脂°デ
ュオライ）　ＥＳ−４８？　’の層を通過させた。

その後、通過液を０．ＩＮ苛性ソーダ水溶液によりｐＨ
８，５に調整し、１０日間プラスチック容器中に静置し
た。これを再度１ミクロンのテフロン（商標名）製フィ
ルターにて加圧濾過し、モの濾液をエバポレーターで濃
縮乾固させて、本発明の粉末状の水溶性染料を得た。

この染料中のマグネシウム含有量を原子吸光光度計で測
定したところ、染料粉体換算で３８０ｐｐ璽であった。

使用例１ この染料５部に対して、トリエチレングリコール５ｓ、
トメチル−２−ピロリドンｌ−ｓ、イオン交換水１４部
を加え、攪拌後、平均孔径１ミクロンこのインクを用い
て、記録ヘッド内のインクに熱エネルギーを与えて液滴
を発生させ、記録を行うオンデマンドタイプのマルチヘ
ッド（吐出オリフィス径３５ミクロン、発熱抵抗体の抵
抗値１５０オーム、駆動電圧３０ボルト、周波数２ＫＨ
２）を有する記録装置により、以下のＴ１〜Ｔ５の検討
を行ったところ、いずれにおいても良好な結果を得た。

（Ｔ＋　）長期保存安定性：インクをプラスチックフィ
ルムの袋に密閉し、−３０℃、８０℃で６力月保存した
後でも不溶分の析出は認められず、液の物性や色調にも
変化がなかった。

（〒２）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えた。

（〒３）吐出応答性；２秒間の間欠吐出と２力月間放置
後の吐出について調べたが、いずれの場合にもオリフィ
ス先端での目詰りがなく、安定で均一に記録された。

（Ｔ４）記録画像の品質−下記第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った。又、室
内光に６力月さらした後の濃度の低下率は１％であった
。

（Ｔ５）各種被記録材に対する定着性；下記第１表の被
記録材に印字１５秒後、印字部を指でこすり画像のずれ
・ニジミの有無を判定したところ、いずれも画像のずれ
・ニジミ等がなく優れた定着性を示した。

実施例２〜５ 下記で表わす市販染料を、実施例１と同様の方法により
精製した。

実施例Ｎｏ、　　　　染　　料　　　　染料中のマグネ
シウムの量 ２　　　　　　　　　４４レクト°４４−ｆプ９ツ’ｙ
ＸＡ　　　　　　　　４１０ｐｐｍ（保土谷化学工業（
株）） ３　　　　　　　　５７ミシ・スグラ・ブルーＦ３ＧＬ
　　　　　　　　　２８Ｑｐｐ璽（ヘキスト（株）） ４　　　　　　　　ベンリバープリン４Ｂ　　　　　　
　　　　　　　　　５７０ｐｐ璽（洪水染料（株）） ５　　　　　　　　　スブラリ４ｚａＪＣＰ　　　　　
　　　　　　　　　５１０ｐｐｍ（三井東圧染料（株）
） 使用例２〜５ いて実施例１と同様にＴ１〜Ｔ５の検討を行った。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。

使用例６ 使用例２〜５で調整した各色インクを個別にフェルトペ
ンに充填し、それぞれキャップを外して１０日間放置し
た後、紙に筆記したところ、インクのカスレもなくスム
ースに筆記することができた。

比較例 実施例１と同じ市販の染料を用いて、実施例１の各処理
工程の１部を省略したり、条件変更して染料中に含まれ
るマグネシウム（イオンも含む）の量の異なる染料を５
種（Ａ−Ｅ）作成した。

尚、染料Ａ−Ｈの各々に含まれるマグネシウム（イオン
も含む）の量は染料粉体換算で各々８２０ｐｐ■、７４
０ｐｐｍ、８４ＯｐＰ脂、８８０ｐｐ麟、７９０ｐＰ層
であった。

比較使用例７ 比較例の５１！の染料を用いて、実施例１と同様な溶媒
組成物であるインクＡ−Ｅの５種を作成した。

次に、上記５種のインクを用いて、実施例１で述べたＴ
Ｉ　−７５のテストを行った。

その結果、特に実施例１の結果と大きく異なるデータが
得られたのは、Ｔ１、Ｔ３のテストであり、ＴＩについ
ては肉眼でも確認できる程大きな析出物（インクＡ、Ｂ
、Ｅ）又は微量の析出物（インクＣ，Ｄ）を生じ、また
Ｔ３については２力月後の再吐出が不可能（インクＡ、
Ｂ、Ｅ）又は吐切れがち（インクＣ，Ｄ）であった。

第　　１　　表

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 染料と不純物としてのマグネシウムとを含み、前記マグ
   ネシウムの含有量が６００ｐｐｍ以下に調整されている
   ことを特徴とする水溶性染料。