JPS634597B2 - - Google Patents

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JPS634597B2
JPS634597B2 JP56097922A JP9792281A JPS634597B2 JP S634597 B2 JPS634597 B2 JP S634597B2 JP 56097922 A JP56097922 A JP 56097922A JP 9792281 A JP9792281 A JP 9792281A JP S634597 B2 JPS634597 B2 JP S634597B2
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JP
Japan
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ink
recording
phenylenediamine
water
dye
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JP56097922A
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English (en)
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JPS57212273A (en
Inventor
Tokiro Matsumoto
Seiichi Aoki
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Priority to DE3250116A priority patent/DE3250116C2/de
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Publication of JPS634597B2 publication Critical patent/JPS634597B2/ja
Priority to JP63306244A priority patent/JPH01195091A/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、熱安定性の優れた記録液、とりわ
け、熱エネルギーによつて吐出口(オリフイス)
から液滴を吐出させ記録を行なう方法に好適であ
る記録液(以下、インクと呼ぶ)に関する。 一般にフエルトペン、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ある
いは分散させたものが知られている。また、ピエ
ゾ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ツド内の
インクを吐出オリフイスから吐出させて記録を行
なう所謂、インクジエツト記録方式に於ても上記
の様なインクが使用されることが知られている。 筆記用具またはインクジエツト記録用インクの
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。しかし、これ等の染料には多くの場合、染料
合成時に副生したり塩析剤、希釈剤或いは均染剤
として添加される塩化ナトリウムや硫酸ナトリウ
ム等の無機塩類が混入しているものである。 又、これ等の染料のいくつかは、m―フエニレ
ンジアミンをその合成原料としているが、この合
成原料の一部が合成された染料中に残存するのは
一般に避けられないことである。 従来、かような不純物を含有した染料を用いて
インクを調整すると下記の様な不具合がしばしば
発生していた。 即ち、叙上の不純物の多くは、インク中の染料
溶解安定性を低下させて染料の凝集や沈殿を生じ
させ、筆記具の毛管やインクジエツト装置のオリ
フイスを目詰らせる原因になつていた。又、本発
明者等の知見によれば、とりわけm―フエニレン
ジアミンはインクの熱安定性(つまり、高温下に
於ける溶解安定性)を低下させるものであつた。
つまり、従来のインクではインクジエツト記録方
式の中でも、例えば特開昭54−51837号公報や、
ドイツ公開(DOLS)第2843064号公報に記載し
てある熱エネルギーによりインク滴を発生させる
方式に於ては、インクが加熱されるのでインクジ
エツトヘツド内の熱作用部表面にインク中から不
溶物が沈積してヘツドのインク吐出機能が損なわ
れることが多かつた。 本発明は、上記に鑑み成されたものであつて、
とりわけ、熱エネルギーによるインクジエツト記
録法に適用される記録ヘツドの使用寿命を格段に
延ばし、然も信頼性を著しく高め、及び故障率を
遥かに低くし得るインクを提供する事を目的とす
るものである。 更に、本発明は長期又は短期に於ける熱的な溶
解安定性に優れたインクを提供することを他の目
的とする。 この様な目的を達成する本発明のインクは、記
録剤としてm―フエニレンジアミンを合成原料と
する水溶性染料を含む水性液組成物において、該
液組成物中のm―フエニレンジアミンの含有量が
1000ppm以下であることを特徴とするものであ
る。 本発明者等が着目したm―フエニレンジアミン
はこれを合成原料とする市販染料中に、略々%の
オーダーで含まれていて、この様なm―フエニレ
ンジアミンを含む染料を用いて調製されたインク
は熱安定性が極めて良くない。 従つてm―フエニレンジアミンはインク中での
濃度を極力低くすることが熱安定性を高める上で
望ましいが、その結果として、染料自体の濃度も
低くなつて、記録画像の濃度が不充分で品位に欠
け、又、耐光性も劣る様になる恐れがある。そこ
で、本発明ではインク中からm―フエニレンジア
ミンを選択的に除去する方法が重要になる。しか
し、本発明者等の検討した処によればインク中の
m―フエニレンジアミンの濃度を必ずしも零にし
なくともそれを1000ppm以下にすれば、実用上十
分な熱安定性を確保できることが分つている。但
し、インクの熱安定性を向上させることのみに着
目するならば、インク中のm―フエニレンジアミ
ンの濃度は300ppm以下であることが好ましい。
更に好ましくは、100ppm以下にすることである。 この様に、インク中に於けるm―フエニレンジ
アミンの濃度を1000ppm以下に押え、且つ、染料
濃度を所望範囲に設定するのはさして困難なこと
ではない。 ところで、本発明のインクに用いる水溶性染料
(例えば、直接染料、酸性染料、塩基性染料)の
含有量は、通常インク全重量に対して、重量%で
略々1〜10%の範囲とされる。 又、本発明のインクは水を主な液媒体成分とす
るが、水単体のみならず、望ましくは、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エーテル、ジエチレング
リコールメチル(又はエチル)エーテル、トリエ
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エーテル
類等が挙げられる。 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(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
般にはインク全重量に対して重量%で10〜70%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全
重量に対して一般に重量%で20〜70%の範囲内と
される。 以上の組成分の他に、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。 本発明では、この様な成分から組成調合される
インクを更に、以下に説明する種々の方法で処理
してm―フエニレンジアミンの含有量が、
1000ppm以下になる様これをインク中から除去す
る。 m―フエニレンジアミンの除去方法としては、 a 吸着剤(活性炭、ゼオライト、ケイソウ土
等)を少なくとも染料(インクであつてもよ
い)と混合し、撹拌した後、吸着剤を別する
方法、 b 吸着剤を充てんしたカラム中に少なくとも染
料(インクであつても良い)を通過させる方
法、 c 適当な溶剤に染料を溶解し、m―フエニレン
ジアミンを抽出分離するか、又は、m―フエニ
レンジアミンの不溶々剤に染料を溶解した後、
別分離して染料を精製する方法、 d 浸透法、逆浸透法、限外過法等の隔膜分離
法、 e 電気泳動法、 f クロマトによる吸着分離法、 等がある。 この様にして調整される本発明のインクは、熱
的な安定性に加えて、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、長時間の記録休止後の吐出安定性)保存安定
性、被記録材への定着性、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。 以下、実施例に従つて本発明を具体的に説明す
ると共に、その効果に就いて例証する。 実施例 1 アルミナ基板上にSiO2層(下部層)をスパツ
タリングにより5μm厚に形成、続いて発熱抵抗
層としてHfB2を1000Å厚に、アルミニウムを電
極として3000Å厚に積層した後、選択エツチング
によつて50μm×200μmの発熱抵抗体パターンを
形成した。次にSiO2層をスパツタリングにより
1μm厚に保護層(上部層)として積層して基板
上に電気・熱変換体を形成した後、幅50μm×深
さ50μmの溝を刻んだガラス板を溝と発熱抵抗体
が合致するように接合した。引続いて発熱抵抗体
の先端とオリフイスの距離が250μmになるよう
オリフイス端面を研磨して記録ヘツドを作成し
た。この記録ヘツドを用いて、以下に示す液組成
のインクを吐出させた。 尚、以下の液組成中に示す数値は、特に断わら
ない限り、全て重量部数である。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】 尚、以上のインクは何れも、ポアーサイズ1μ
mのメンブランフイルターで過した後、使用し
た。又、上記インク中のm―フエニレンジアミン
含有量は次のとおりの方法で測定したものであ
る。 TLC(薄層クロマトグラフ)法 調整した各インク1μをシリカゲルプレート
(メルク社製、HPTLC)に乗せた後、ブタノー
ル8部、エタノール3部、ピリジン4部、28%ア
ンモニア水4部、水3部から成る展開溶媒で展開
し、クロマトスキヤナーで定量した後、予め作成
しておいた検量線を用いてm―フエニレンジアミ
ンの濃度を求める。 この場合、記録ヘツドの駆動を10μsec,40Vの
短形電圧パルス信号を200μsecの周期で入力して
行なつたところ、インクA―2,B―2,C―
2,D―2を用いた場合は何れも160時間以上の
連続インク吐出に充分耐える寿命を有していた。 一方比較として、前記インクのうちA―1,B
―1,C―1,D―1を用いた場合には、何れも
10時間経過前にインクが吐出しなくなつた。更
に、インクA―2,B―2,C―2,D―2に就
いて下記項目のチエツクを行なつた処、何れに就
いても良好な結果であつた。 長期保存性;インクをガラス容器に密閉し、−
30℃と60℃で6ケ月間保存した後でも不溶分
の析出は認められず、インクの物性や色調に
も変化がなかつた。 吐出安定性;室温、5℃、40℃の雰囲気中でそ
れぞれ24時間の吐出を行なつたが、いずれの
条件でも終始安定した高品質の記録が行なえ
た。 吐出応答性;2秒毎の間欠吐出と2ケ月間放置
後の吐出について調べたが、いずれの場合も
オリフイス先端での目詰りがなく安定で均一
に記録された。 インクドツトの品質;紙に打込まれたインクド
ツトは濃度が高く鮮明であつた。室内光に3
ケ月さらした後の濃度の低下率は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つた。 比較例 インクA―1,B―1,C―1,D―1を用い
て上記と同様な項目に就いて検討を行なつたが、
いずれの場合もインクを保存中1ケ月以内に不溶
分が析出し、また記録ヘツドが吐出中および放置
中にしばしば目づまりを起こした。 実施例 2 実施例1で得られたインクA―2,B―2,C
―2,D―2を各々個別にフエルトペンに充填し
キヤツプをとつて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)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 記録剤としてm―フエニレンジアミンを合成
    原料とする水溶性染料を含む水性液組成物におい
    て、該液組成物中のm―フエニレンジアミンの含
    有量が1000ppm以下であることを特徴とする記録
    液。
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