JPS6346259A - 水溶性染料、該染料を含有するインキおよび印刷法 - 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 本明；＋ｔＩｌ書には、水浴性アゾ染料および該染料を
インキジェット印刷に適当なインキに使用することに関
する発明が記載さｎている。

発明を達成する虎めの手段 本発明によれば、式Ｉ： で示さｎる染料が得られる。

式Ｉの染料は、優ｎた耐光堅牢度およびセルロース材料
、殊に紙に対する適当な直接性、ならびに水中および極
性溶剤中での良好なｍＭ性を有する。それ故に、この式
Ｉの染料は、水または水理′、ＶＯ注溶剤、例えば低汲
アルコールおよびグリコールを基礎とする追記用インキ
および印刷用インキに使用するのに適なっている。式Ｉ
の染料を含有する水性インキは、特にインキジェット印
刷に使用するのに好適であることが見い出されたが、こ
の場合インキは、液滴の形で記録ヘッドのオリアイスか
ら噴射される。

紙または類似物士に鳩記用具（万年筆、フェルトペン等
）ＩＩ−用いて記録するためには、水または水混和性有
機溶剤中の染料の浴液であるインキが常用され、また同
様の組成からなるインキは、インキジェット印刷にも使
用される。

インキジェット印刷の場合、インキの液滴は、種々の方
法で得られ、記録が行なわれる支持体上に沈積される。

過当なインキは、本質的成分として記録剤（通常染料ま
たは顔料〕および液体ヒヒクル（通常水、有機浴剤まｆ
ｃはこれらの混合物）ｔ−含有し、かつ任意の成分とし
て徳々の弛の添加剤を含有する。

インキ−ジェット印刷は、インキ液滴を得るための方法
およびインキ液滴の飛しよう方向を制御するための方法
に応じて種々のシステムに分類することができる。１つ
のシステムによる装置の例金第１図に示す。

第１図に示した装置は、プリント信号を、圧電振動子を
有しかつ該信号に相応してインキ液滴を発生させるプリ
ントヘッド部で供給することによシ作動する。

第１図において、プリントヘッド１は、圧電Ｓ動子２、
インキ用入口管ｉ＠３、液体室４、および支持体１２へ
向けられたノズル６に案内されている出口管路５からな
る。インキ７は入口管路３を介して液体久４中に導入さ
れ、室４および出口管路をノズル６に１で充填する。パ
ターン情報信号から酵導されたパルス電気信号は、圧電
振動子２に送られ、この振動子はパルス電気信号を圧力
パルスにｆ換し、この圧力パルスを液体室４中のインキ
Ｔに加える。その結果、インキ７はノズル６を介してイ
ンキ液滴１１として噴射され、これによって支持体１２
の表面上で記録が行われる。

同じシステムを使用する装置の他のタイプの例を第２図
に示す。第２図において管状液体室４は入口管路３およ
び出口管路５と結合しており、円筒状圧電振動子２は、
室４の外側周縁部分の回りに配置されている。インキ液
滴を発生させる九めの機構は、第１図に示した装置の場
合と本質的に同じものである。

弛のシステムでは、装入されるインキ液滴は連続的に発
生されるが、インキ液滴の割合だけは記録のために選択
さｒＬる。

もう１つのシステムにおいて、パターン情報信号に相応
する熱エネルギーは、プリントヘラＦの室中のインキに
与えられ、インキ液滴が該エネルイーにより形成される
。かかる装置の実施態ａｔ−１第３図および第４図に示
す。第６図は、プリントヘッド１３中の管１４の長さに
沿った断面囚であり、第４図は第６図中の線Ａ−Ｂ上に
とった断面図である。

第６図および笛４因において、支持体２５上にインキ２
１の液滴２４を沈積させることによる感熱記録用プリン
トヘツＦ１３は、発熱器１５を有するノズル１２で終結
する薄肉管１４からなる。発熱器１５は、ニクロム熱抵
抗器１８により占有される間隙を限定する一定間隔を保
つ１対のアルミニウム電極１６，１７からなり、電極１
６．１７の端部および抵抗器１８は、絶脈体層１９およ
び保饅カバー２０中に収納されている。

運転中、インキ２１は僅かな圧力下に管１４の右手滝部
中に供給され、ノズル１２でメニスカス部を形成する。

電極１６．１１−介してパターン情報信号から訪導され
たパルス電気信号音適用することによシ、熱パルスが抵
抗器１８中で発生し、この熱パルスは管壁を介して移動
し、かつ抵抗器１８に隣接して気泡を形成させる。気泡
により発達した過剰圧力は、インキ２１をノズル１２か
ら小液滴２４の形で、そｎぞれ電気パルスに相応して支
持体２５の方向へ噴射するの全惹起する。

インキ−ジェット印刷はほとんどノイズを発生せず、か
つ特殊染料の固着処理を必要とすることなしに高速多色
刷シ作朶を行なうことができるので、幾つかの異なるイ
ンキ−ジェット印刷システムが一般に集中的に研究され
１いる。

種々のタイプのインキ−ジェット印刷システム用のイン
キは、次の基準を満たす必要が６る：（１）粘度および
表面張力のようなインキの物理特性が、それぞれ定義さ
れた範囲内にある。

（２）微小な突出オリアイスを閉塞しない良好な安定性
を有する溶液を与えるために、全ての溶質がインキ媒体
において良好な酊解度を有する（以後、＠浴液安定性°
と叶ふ）。

（３）記銖剤が十分な光学濃度の画像を示す。

（４）インキは物理特性において変化しない〃為、また
は貯蔵の間に固体物質を沈積しない。

（５）　　印刷は、記録を行なう支持体の性質に制限さ
れずに実施することができる。

（６）　　インキが高度の定着性を示す。

（７）　　インキが、水、浴剤（＃！にアルコールン、
光、天候および摩耗に対して良好な抵抗力を有し、かつ
良好な分解能の画像を与える。

しかしながら、常用のインキ、判に水性インキにより得
られた画像は、にじみ、位置のずれまたは欠ｂ４會形成
する傾向があるか、または水の付着、機械的摩煉、また
は露光に工９色あせプる傾向があ夛、またこれらの欠点
を有しないインキが早急に必要である。

上記の判断基準の弛にも、熱エネルギーを使用するイン
キ−ジェット印刷法に使用するためのインキは、すぐれ
た熱安定性をも有しなければならない。インキは熱に不
安定な場合化学変化を受けやすい。その理由は、インキ
が加熱による気泡の発生および消滅のＹ＊り返しの間に
高温度にさらさｔＬｌその結果、不溶性物質が形成さｎ
ｌかつ記録ヘッドの加熱帯域の壁に沈積さｎ１次にはこ
ｎによって記録ヘッドはついには液体の噴射ができなく
なるからである。したがってインキの熱安定性は、長時
間にわたって連続的に高速で記録するのには極めてム要
である。

若干のインキが、これらの問題を克服するために提案さ
才ｔているが、前記の全ての必要条件を満九すものは全
く製造されていない。

本発明のもう１つの肴徴に工ｎば、式Ｉで示される水石
性染料を含有するインキが供給さＩＬる。

式Ｉによる染料を使用することにより、肋に濃縮した形
で長時間貯蔵する間に改壱さｎた浴液安定性を有するイ
ンキ、およびすぐｎた配録特性、酌に噴射安定性、噴射
応答性および連続配録作業可能性を有するインキを得る
ことができる。

本発明によるインキは、実際にＮ要であり、良好な防水
性、１アルコール性および耐光堅牢性を有するｌ１ｆＩ
像を提供する。

本発明によるインキは、好ましくは染料および液状媒体
、たとえば水、有機溶剤またはこｎらの混合物からなる
。本発明の第１の判徴の染料は、上記の液状媒体中で殊
に良好な溶液安定性を有し、それによってインキの噴射
安定性は改善され、かつ噴射オリアイスが閉塞される範
囲は、記録装置の長時間貯蔵した後でさえも減少する。

インキ中の染料の量は、１ｌｉｌ像の所望の光学濃度、
使用された記録装置の種類、６加すべき他の成分、イン
キの必要とされる物理叫性等によシ決定される。しかし
概して、適当な染料含量は、インキの全１量に対して０
．５〜２０１量％。

好ましくは０．５〜１５重量％および殊に１〜１０重量
％の範囲内にある。

本発明によるインキは、式ｌの前記染料とともに、種々
のタイプの公知の染料、たとえば直接染料、酸性染料等
から選択し九個の染料を含有することができるが、好ま
しくは本発明の第１の見地による染料か、またはインキ
−ジェット印刷において同様の作業特性含有する染料の
みを含有することができる。

本発明によるインキを製造する丸めに使用される液状媒
体は、水および水と種々の水溶性有機溶剤との混合物を
包含する。水溶性有機溶剤はＣ１〜Ｃ４アルカノール、
たとえはメタノール、エタノール、ｎ−プロパツール、
イソプロパツール、ｎ−エタノール、８−エタノール、
１−シタノール、インシタノール；アミド九とえばジメ
チルホルムアミド（ＤＭＩＰ、ｌおよびジメチルアセト
アミＦ　（ＤＭＡ）　；ケトンまたはケトンアルコール
、たとえばアセトンおよびジアセトンアルコール；エー
テルたとえばテトラ七Ｆロフランおよびジオキサン；窒
素含有塑素環式ケトン、たとえばＮ−メチル−２１’ロ
リドン（ＮＭＰ）および１，３−ジメチル−２−イミダ
ゾリトン（ＤＭＩ）　；多価アルコール゛の低級アルキ
ルエーテル、大トえば２−メトキシエタノール（ＭＥ）
、２−（２−メトキシニドキシン−エタノール（ｎｚｘ
）、２−　（２−エトキシエトキシ）エタノール（ｇｉ
ｇ）、２−［２−（２−メトキシエトキシ）エトキシ〕
−エタノール（ＭＩＩＣりおよび２・　−（２−（２−
エトキシエトキシ）エトキシコーエタノール（Ｅｌ！！
ＥＫ）　；ならびに多価アルコール、殊にポリアルキレ
ングリコール、たとえばポリエチレングリコール（ＰＥ
Ｇ）およびボリゾヲキレンクリコール（ＰＰＧ）　；　
ｃ、、〜０６アルキレン基１！を有するアルキレングリ
コールおよびチオグリコール、たとえばエチレングリコ
ール（ＫＧ）、プロピレングリコールＵ’Ｇ）、フチレ
ンゲリコール（ＢＧ）、トリエチレングリコール（ＴＩ
Ｇ）、チオジグリコール（ＴＤＧ）　、ヘキシレングリ
コール（）ＫＧ）　、およヒシエチレンクリコール（Ｄ
ＩＣ（））ならびに他の多価アルコール、たとえばグリ
セ＊−ルオｊ、ヒ１　ｓ　２　ｅ　６−ヘキサンドリオ
ール（ＨＴ）　’ｃ包含する。

これらの中で有利な水溶性有機溶剤は、グリコールおよ
びグリコールエーテル、九とえはＥＧ％ＤＩＣＧ、’ｌ
°ＫＧおよびｎｘｚｍ　；　５００までの分子ｉｔ有す
るＰＥＧ　；およびり素環式ケトン、たとえばＮＭＰお
よびＤＭＩである。好ましい特殊な溶剤混合物は、水と
ＤＩＧとの二成分混合物および水、ＤＩＧおよびＮＭＰ
からなる三成分混合物である。

本発明によるインキは、好ましくはインキの全重量に対
して水溶性有機溶剤５〜９５ｍｆｔ％、好ましくは１０
〜８０重量％、および殊に２０〜５０重量うからなる。

上記の成分から調造される本発明によるインキは、一般
に均衡のとれたすぐれた記録作業特性、すなわち信号応
答性、液滴製造の安定性、噴射安定性、長時間の遅続的
記鎌作業性、および長時間休止し友後の噴射安定性を示
す。ま九このインキは、一般に良好な保存安定性、溶液
安定性、記録支持体上での定着性ならびに水、アルコー
ル、光および天候に対する記録画像の抵抗性を示す。し
かしながらこれらの特性ｔさらに改善するために多方面
に周知の添加剤を本発明によるインキ中に混入してもよ
い、ａ当な添加剤の例は、粘度調整剤、たとえばポリ（
ビニルアルコール）、セルロース誘導体、および他の水
溶性樹脂；棟々の１類の界面活性剤、すなわちカチオン
性界面活性剤、アニオン性界面活性剤および非イオン性
界面活性剤；表面張力調節剤、たとえばジェタノールア
ミン（ＤＩＣＡ）およびトリエタノールアミン（ＴＥＡ
）　；および−コンディショナー、たとえば緩衝剤であ
る。

インキ液滴を充填するのに適用さ詐ることに基づくタイ
プのインキ−ジェット記録に使用するためのインキは、
普通抵抗力貞節剤として無機塩、たとえば塩化リチウム
、塩化アンモニウムまたは塩化ナトリウム１−含有する
。また、噴射オリフィスの端部でインキの保水性を数置
するために尿素ｔｆｃはチオ尿素を添加してもよに本発
明によるインキを熱エネルイーの作用に基づくタイプの
インキ−ジェット記録に使用する場合、インキの熱特性
、たとえば比熱、熱膨張率、および熱伝導率は適当な添
加剤によりｘ節することができる。

本発明によるインキｔｍ記用具、たとえばペンを用いて
使用すべき場合には、インキの記録支持体に対する親和
力に関連して粘度および惟の物理も性１１−調節する必
要があると思われる。

本発明によるインキは、上記の全ての必要条件１に満す
こと、換言すれば毛細管ｔたは噴射オリフィスを閉塞し
ないインキを製造することに対して重要な段階上表わし
、貯蔵の間に劣化または沈殿物の形成を生じさせず、記
動作業性、特に噴射可能性および噴射応答性においてす
ぐｎておシ；および色濃度、色調およびコントラストに
おい工すぐれているような良好な品質の画像を提供し、
かつ水、溶剤、光、天候および摩耗に対して良好な抵抗
性およびすぐれた固着判性を有する。

さらに、本発明によるインキは、その長時間にわたる良
好な熱安定性の塩山から、熱エネルギー管利用するイン
キ−ジェット記録法での使用に的に適当である。

本発明を次の実施例につささらに詳説する、実施例中、
全ての部および％は、別記しない限＃）重量部または重
量％である。

実施例 例１ ２−アミノフェノール−４，６−ジスルホン覆（８０，
７９，０，３モル）ｔ−水（９００，ｄ）と−緒に攪拌
し、かつ５℃よ）も低い偏度でａ埴１！！（１００−）
および亜硝酸ナトリウム（２１ｇ）を添加することによ
ってジアゾ化し、生じるジアゾニウム埴を４−ヒドロキ
シナフタリン−１−スルホンｆＭ　（６７，２９）、水
（１０００ｄ）および苛性ソーダ液の混合物に釘５加し
、−１１０にした。この添加を５℃で実施し、かつ苛性
ソーダ液を添加することによってｐ）１１０に維持した
。

カップリングの完結後、−を盆墳酸で５に減少させ、沈
殿物ｔ−ｇ遇することによって単離した。このペースト
状物ｔエチルアルコール（１８００１１＃）と水（２０
００ｄ）との混合物と一緒に攪拌することによって精製
した、この性成物を濾過し、次にエチルアルコール（９
００＊ｔ　）と水＜１００＊ｔ）との混合物で洗浄し、
かつ乾燥した。

この固体染料を水（１０００ｓＪ）に溶解し、かつ少量
の苛性ソーダ液で−８に調節した。水（２００ｙ）中の
硫酸銅水和物（７５ｇ）の浴液を苛性ソーダ液の添加に
よってｐ）１に８〜９に維持しながら１５分間に亘って
添加した。赤色の懸濁ａｔ塙化ナトリウムで２０％の塩
にし、次に鋤過し、かつ圧搾した。

このケーキｔ−水（５００−）と−緒に攪拌し、かつ透
析し、無機塩を除去する。透析後、赤色の溶液を攪拌し
、大過剰量の塩化リチウム（１５０１ｔ−添加した。３
０分間の攪拌後、沈殿物上ｆａ、：Ａシ、ケーキを透析
し、無機塩を除去した。透析後、染料の溶液ｋ　Ｏ，４
５μの膜全通して篩分けし、液体１１−蒸発させ、純粋
な染料を生じた（リチウム墳）。

以下染料１と呼ばれる染料の構造は、式１で示されてい
る。この染料は、水および水混和性有機溶剤に極めて可
沼性である。この染料は、水中およびボ：　ＤＥＧ　：
　ＮＭＰ　６　：　３　：　１中で２０％よりも大きい
漬解度を有し、かつＤＩＧ　：　ＮＭＰ３：１中で１９
％の溶解度を有する。

例２ 染料１２部を水６０部、ジエチレングリコール３０部お
よびＮ−メチル−２−ｖロリドン１０部の混合物９８部
に溶解することによって１つのインキｔｎた。このイン
キを圧力下にテフｏ　ン（Ｔｅｆｌｏｎ　）フィルター
（孔径：１μ］を通して誇過し、かつ測定前に真空中で
脱ガス化した。このインキに対して次の４つの特性、’
ｒｌ−７４ｉオンデマンド型（ｏｎ４ａｍａｎｄ　）記
録ヘッド（直径５０μの噴射オリフィス、電圧６０ｖ１
周波数４　ＫＨＢＩで作動する圧電搦動子）を有する記
碌装Ｒ’に使用して測定した。インキは、各試験におい
て良好な結果を示し虎、各インキを別個にガラス容器中
に密劇し、−６０℃および６０℃で６ケ月間保管した。

それぞれの場合において、不溶性物質の評価できる分離
または物理特性および色の変化は全く見られなかつ九。

Ｔ２−噴射安定性 各インキｔｇｍ、ｓ℃および４０°Ｃで２４時間連続的
記録試験したところ各温度での試験期間中に一定に高品
質の画像を生じた。

Ｔ、−噴射応答性 各インキを２秒間隔で断続的に噴射し、２ケ月間放置し
た後に噴射上行なったところ、オリフィスを閉塞するこ
となく安定した均一の記録を示し九。

Ｔ４−記録画像の品質 Ｉ１１準の平らな紙上に記録された画像は、艮好な光学
濃度を有し、かつ鮮明で澄明であった。

得られた画像は、キセノンＵＶ灯に暴露した際に５（ブ
ルースケール）の耐光堅牢度を有した。

例２に記載し九のと等価のインキは、例２に記載の媒体
の代りに次の任意のインキ媒体を使用することにより得
ることができる。

ベンゾエート　（α１） ＭｍＥｘ　　　　　　（１０）

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による水溶性染料上含有するインキの
液＠に得るために使用する装置の１実施例を示す略図、
第２図は、第１図による装置の他の実施例會示す餡図、
第５ｒ１ｑは、第１図による装置のもう１つの実旅例七
示す断面図、かつ第４図は、第３図中の一人・Ｂに沿っ
た断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、式： ▲数式、化学式、表等があります▼ で示される染料。 ２、式： ▲数式、化学式、表等があります▼ で示される染料を含有することを特徴とするインキ。 ３、染料がインキを小さいオリフィスから画像を形成す
   べき支持体に向って直進される液滴の形で噴射するよう
   なタイプの記録系に適当なものである、特許請求の範囲
   第２項記載のインキ。 ４、染料が水または水と水溶性有機溶剤との混合物に浴
   解されている、特許請求の範囲第２項記載のインキ。 ５、水溶性有機溶剤が多価アルコールである、特許請求
   の範囲第４項記載のインキ。 ６、染料０．５重量％〜２０重量％を含有する、特許請
   求の範囲第２項記載のインキ。 ７、印刷法において、式： ▲数式、化学式、表等があります▼ で示される染料を含有するインキを画像を形成すべき支
   持体に向って直進される液滴の形で小さいオリフィスか
   ら噴射することを特徴とする印刷法。