JPS6366268A - 記録用インク - 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、水、水溶性染料、湿潤剤を主成分とする記録
用インクで、特にインクジェットプリンターに用いる記
録用インクに関する。

〔従来の技術〕

インクジェットプリンターは、無騒音、高速印刷、高品
位印刷、カラー印刷など印刷技術に於て多くの利点’に
’ｆｆしているが、インク滴を５０〜１００μｍ程度の
微小ノズルから噴出して印刷する技術の几め、インクが
微小ノズルや微小流路で安定して流動できるように、非
常にクリーンで安定し友特性のインクが要求される。そ
のため、インク製造を、極力ゴミやチリの発生全抑え九
クリーンルームで行ったり、さらにインクを１μｍ以下
のメンブレンフィルターで精密濾過を行いインク中の微
粒子を除去したり、インクジェットプリンターのインク
経路中にフィルターをつけたりして、クリーンなインク
を保っているのが現状であつ文。しかし、このような技
術で、クリーンなインフラ保てるのも初期だけで、該イ
ンクはインク容器やインクジェットプリンター中のイン
クＭ％材料に接触して流動するため、湿度変化や経時変
化により該材料中の添加剤が微小なりとも浴出し、イン
ク中の成分と化学反応ヲ起こしインク中に不溶物をつく
りインクの流動を変化させたり妨げ友りする問題があっ
た。

〔発明の目的〕

本発明に、以上のような従来の問題点に鑑み、初期状態
だけでなく温度変化や経時変化があってもインクが接触
する材料からの浴出物と反応して不溶物子つくることな
く、常にクリーンでしかもインク経路中でインクの流動
ヲ変化させたり妨げｆｃすしない記録用インクを提供す
ることを目的とする。

〔発明の構成〕

本発明は、前記目的を達成するため、記録用インク中の
ナトリウムイオン濃度が０．２重−１重％以下であるこ
とを特徴とする。

インクジェット記録装置のインク系に第１図（ａ）に示
すようにインク１１を格納するインクタンク１２、イン
ク１１全印刷ヘツド１４へ連結するインク供給管１３か
ら成る。

また第１図（ｂ）のようにインク経路中に不溶物を除去
するためにフィルタ１分を設けることができる。

インクタンク１２、インク供給管１５、印刷ヘッド１４
はインク１１と直接接触しており、特にインクタンク１
２とインク供給管１３は耐インク性に加えフレキシビリ
ディ−も必要なため、一般的に入手しやすいポリオレフ
ィン系樹脂やポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、シ
リコーン４ｆｆＪ　ＢＦｉ、エチレン−酢酸ビニル共重
合体、ナイロン等の樹脂やジエン系、非ジェン系の合成
ゴムからで色でいる。

本発明者はこれらの樹脂や合成ゴム中に含まれる添加剤
放物が、インク中へ浴出し、さらにインク成分と反応し
て不溶物全生成することを発見し本発明に至った・すな
わち、前記樹脂や合成ゴム中に添加剤として含筐ｎでい
る脂肪酸や脂肪酸アマイド、脂肪酸金属塩が温度変化咎
によりインク中へ溶出しインクに含まれるナトリウムイ
オンと反応して脂肪酸ナトリウムになり、これがインク
経路中で凝集してインクの流動性を変え文り、フィルタ
ー１５やヘッド１４のノズルにＭ’！って流動を妨げた
りするのである。特に、核樹脂や合成ゴム中の添加剤が
ステアリン酸もしくにアテアリン酸アマイド、ステアリ
ン酸塩の場む、ステアリン酸ナトリウムを生成し、この
化合物ハ系状もしくは針状の細長い結晶になるためフィ
ルター１５につまりやすく、インクの流動を妨げる。こ
の現象は、インク及びそれと接する該樹脂や合成ゴムが
４０℃以上の高温の環境で１日程度放置した場合、顕著
におこりやすい。この原因としてハ、樹脂や合成ゴム中
のステアリン酸やステアリン酸アミド、ステアリン酸金
属塩が高温状態でとＶ［やすくなるとともに、樹脂や合
ｂｙゴム自身のポリマーマトリクスも温度の上昇により
分子振動をおこすため、マ＋−Ｉ＋クス甲に存在する該
ステアリン酸やその誘導体の溶出が大きくなるためであ
ると零見られる。芒らにインクの１）■１が旨くなると
、すなわちアルカリ性が強くなると、該ステアリン酸や
その誘導体−の溶解度が尚くなりいっそう顕著になる。

一般に、０成樹脂（ゴムを含ｔｒ　）は樹脂主成分ル外
に、重付時に月４いられる安定剤や、ＵＶ吸収剤、酸化
防止剤など多くの添加助剤が含１れており、その中でも
安定剤として用いうれる脂肪酸や脂肪酸アマイド、脂肪
酸金属塩は通常樹脂中に１一　５− チ以下含゛まれている。このような樹脂から成るインク
タンクを用いて、インク中のカトリウムイオン量とイン
ク経路中のフィルター（孔径２０μｍニステンレス製）
の目詰りの関係？１Ｊ１４べたところ、インク中のナト
リウムイオンが０．２憲量チ以下であれば、インク中に
ナトリウムが含１れていても、フィルターに目詰りが発
生しないことが判明し友。

ざらに、樹脂中の安定剤として広く用いられているステ
アリン酸カルシウムを、インク中に浴出したことを仮想
して、グリセリン１０ｗｔ％’（ｚ含むＰＨ１２の水酸
化カリウムアルカリ水浴液に、［１１ｗｔ％、０．０１
　ｗ　ｔ％絡加して６０℃に温め、ステアリン酸カルシ
ウムが先生に浴解した後、それぞれの水浴液にＭａｉｌ
？をす）　ＩＪウム換換算重量テロ０５α１、ａ１５．
０．２．０．２５、ａ５ｗｔ％を添加し、室温（約２０
℃）で１日放置した後、析出物の確認を行った。その結
果、スデアリン＃ｌｃＬ１ｗ　ｔ　％、α０１ｗｔ％を
含むそれぞれの水溶液について、Ｎａ＠度がＱ、２５ｗ
ｔチ以上の水溶液中に糸状物の析出物が確認できた。Ｈ
ａ０．２■・ｔ％以下の水溶液は、析出物はなかった。

また、核系秋物を赤外線分光光度計とＸ線マイクロアナ
ライザーにエリ分析した結果、スｆ　７１Ｊ　７駿ナト
リウムであることが判った。従って、ナトリウムイオン
がインク中に０．２　ｗ　ｔ％以下であれば、インク経
路中でフィルター等を詰まらせる原因であるステアリン
酸ナトリウムを析出させないのである。

本発明の記録用インクに５水、水浴性染料、湿潤剤７主
成分とするが、各組成物中に含ぼれるナトリウムイオン
の濃度の総不口がインク全量の０．２ｗｔ％以下でなけ
ればならない。

水については、ナトリウムイオン濃度を極力下げるため
に、超純水を用いる。超純水全得るには通常の水道水全
逆浸膜やイオン交換樹脂等、公知の手法にエリ処理する
ことにエリ得ることができる。

水溶性染料は、一般に多くのす）　ＩＩウム金含んでい
る。その原因として、染料の塩析工程で使用される塩化
す）　ＩＪウムや、ジアゾ化工程での亜硝酸す）　ＩＪ
ウム、その他の工程中での酢酸ナトリウムや炭酸ナトリ
ウム、水酸化ナトリウム、硫酸ナトリウムが、製造され
た染料中に含１れるからである。また水浴性染料自身に
も、多くの場合、分子内にスルホン酸ナトリウム基を含
んでおり、一般に入手できる水浴性染料のほとんどは、
染料中にナトリウムとして５チ以上に含１れる。従って
本発明の記録用インクに用いるためには、これらのナト
リウム化合物を製造段階で使用を減らし、他のアルカリ
金属化合物、例えば塩化カリウム等を使用することにエ
リナトリウム低減できる。まｔ１前述のす）　ＩＪウム
化合物を使用した場合でも、陽イオン交換樹脂、例えば
アンバーライト１２０系（オルガノ■商標）−′Ｐダウ
エックス５０Ｗ（ダウケミカル商標）等の強酸性陽イオ
ン交換樹脂をＨ型にして、染料水浴液奮該交挨樹脂にＪ
１…すことに工りナトリウム全低減できる。

本発明に用いる水溶性染料は、カラーインデックスにあ
る直接染料、酸性染料、塩基性染料が１更用でき、該染
料を前述のす）　ＩＪウム化付物を低減する製造法や、
精製法で本発明の所望のナトリウム濃度に調整すること
ができる。染料は記録用インクの着色成分であるので、
被記録媒体へ印刷された時、十分なコントラストが必要
であり、ｆ、た染料濃度が高すぎるとインクジェットヘ
ッドのノズル部で乾燥析出による目詰りが起こるため、
０．５〜１０重量部が最適である。

湿潤剤は、インクジェットヘッドのノズル部で記録用イ
ンクの乾燥を防止するための重要な成分である。本発明
の記録用４インクでに、水浴性有機溶剤が使用でき、そ
の内でも多価アルコール類、及び該多価アルコール類の
エーテル誘導体、エステル誘導体、水浴性アミン、含窒
素環状化合物等が適している。具体的ｖＣ１−ｒ、、エ
チｌノングリコール、ジエチＩノングリコール、トリエ
チｌ／ンクリコール、プロピ１／ングリコール、ホリエ
チ１７ングリコール、グリセリン等の多価アルコール類
、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレング
リコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモ
ノエチルエーテル、ジエチレングリコールモツプチルエ
ーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエ
チレングリコールメチルエチルエーテル、トリエチ１７
ンクリコールモノメチルエーテル等の多価アルコール類
のアルキルエーテル誘導体類、エチレンダリコールモノ
メチルエーデルアセテート、ジエチレングリコールモノ
エチルニーデルアセテート、グリセリルモノアセデート
、グリセルジアセテート等の多価アルコールのエステル
誘導体、（モノ憂ジ・トリ）エタノールアミン、ポリオ
キシエチｌ／ンアミン等の水溶性アミン、Ｎ−メチル−
２−ピロリドン等の含窒素環状化合物がある。これら水
浴性有機溶剤は、ナトリウムを含贅ないため特に梢映す
る必要はないが、付ｂｙ、過程でナトリウム化合物を使
用しなければならない水浴性有機溶剤については＃４娯
すべきである。該有機溶剤の添加量としては、記録用イ
ンクの乾燥防止のため、量が多い程効果はあがるが、一
方記録用インクの粘度も上昇するため多量の添加は好壕
しくない。一般に、インク粘度にインク粒の噴出サイク
ルに大きく影Ｗ全及はし、粘度が商くなると噴出サイク
ルは上がらず噴出特性も不安定になる。そのためインク
粘度は５０ｍｐｕ　＊　ｓ以下が好し７く、この粘度範
囲を考慮すると、水溶性有機溶剤は５〜８０重量部、添
加することができる。

また、本発明の記録用インクに、記録紙への浸透を速く
するため、特開昭５６−５７８６２に本発明者等が提案
しているよう（ＣインクＰＨ（［’に１２〜１４に調整
できる。この場合、ＰＨ値金上げるためアルカリ金属の
水酸化物を用いるが、本発明の場合、水酸化カリウムが
適当で、水酸化ナトリウムは使用できない。

その他の添加剤として、防腐剤や防カビ剤、キ１ノート
剤、ＰＨｆＡ整剤等、必要に応じ冷加できるが、該添加
剤はナトリウム糸化合物が多く、少意の添加が好ましい
。

〔実施例〕

実施例１ 上記水溶液１００ｆ全Ｈ型強酸性陽イオン交換樹肪アン
バーライト１２０Ｂの充てんされたイオン交換塔に通し
、ナトリウムイオンの除去ｋ（ｉｆｘい、Ｃ１工、Ｄｉ
ｒθ、：：ｔ　Ｂｌａｃｋ　１５４の精製１０％水浴液
を得た。該水浴液は、ＮａがＨに焚換されてＰＨが低く
、ＫＯＨ水溶液でＰ　Ｈ１０，になる工う調整し友。こ
の液を用いて下記の組成に示すインク全調合した。この
インクをイオンクロマトで測定した結果、ナトリウム０
．１％、カリウム０．４％、塩素１５％であつｔｏ 調合後、１μｍのミリボアメンブレンフィルターでろか
を行った後、減圧脱気して、ポリエチレンフィルムから
成るインク袋へ該インクを１５０７入れ、袋中に空気が
入らないよう液中熱シールを行いインクタンクを得た。

菱インクタンクを７０℃中に１２０時間放隨放置、きら
に室温で５日間放置してから、ＩＰ−１！＋ＯＫインク
ジエツトプリンター（セイコーエプソン■製）へ該イン
クタンクを接続して、印字を行った。該インクタンクを
１０バツク使柑したところで、インク経路中のナイロン
３０μｍフィルターを１間べたところ、フィルターには
何もＨ４っておらず良好であった。

比較例 実施例１０１０％染料水溶液をイオン交換塔に通さず、
実施例１と同量のＫＯＨ水浴液で調整した。該調整液を
用いて、実施例１と同様の組成でインクを得た。イオン
クロマトで測定の結果、ナトリウム０５％、ノＪリウム
０．４％、塩素０．５％であった。

―整俊、′実施例１と同様にして・インクタンクを作り
、同条件で放置後、印字したところ３バツク目で印字不
良をおこし文、インク経路中のフィルターを調べ文とこ
ろ、フィルターげ、大部分が結１つており、赤外分光計
と電子顕微鐘で拡大して調べた結果、ステアリン酸ナト
リウムの結晶であった。印字不良は、このフィルター詰
りにＬす、インクの流動が妨げられ、インクの供給不良
によるものであった。

実施例２ Ｃ０■、Ｄｉｒｅ！ｔ　Ｂｌａ、＝ｋ　１５４　ｆ：ｏ
成するに当り亜硝酸ナトリウムを用いてカップリングを
行い、その他の工程では一切ナトリウム化合物を使用せ
ずに合成を行った。合成後、塩酸で染料を酸析してから
ＫＯＨ水溶液に溶かし、その１０％水浴液で下記インク
′（ｆ−調合しｔｏ このインクをイオンクロマトで測定した結果、ナトリウ
ムα０３、カリウム０．６％、塩素０．５チであった・ 実施例１と同様の評価を行った結果、インク経路のフィ
ルターは詰することなく、印字状態も良好であった。

実施例５ 実施例１あるいは２と同様の処理です）　ＩＪウムを低
減した実施例３−１〜５−８甲の染料を用いて３−１〜
３−８に示すインクを調合した。比較例として６−１０
〜３−１５に市販の染料會その筐１インクとして調合し
た。ナトリウム、カリウム、塩素はイオンクロマトで測
定を行った。

単位　重量％ −１８＝ 比較例 実施例１と同様の評価を行つ窺結果を表−１に示す。

表−１ 表−１の結果のとうり、インク甲のナトリウム１Ｉ１１
度がｆＬ２％以下であれば、フィルター目詰りは全くお
こらなかった。壕だカリウム濃度、塩素イオン濃ｅ　Ｉ
ｒｅ　ｒ”＋：とんどフィルター目詰りには関与しなか
つ九ゆ 実施例４ 実施例１で評価に用いたインク袋を表−２の材料に変え
て同様の実験を行った。インクは実施例１のインク、及
び比較例のインクを用いて行い表−２の結果を得た。

○・・・１０パツクの印字でも印字状！ＯＡは良好×・
・・１０パツクの印字以前に印字状態が不良でフィルタ
ー詰り ナトリウム濃度が１２％以下のインクでは表−２のどの
材料に対してもフィルターを目詰りさせなかったが、ナ
トリウム濃度が０．５係のインクはすべてフィルり目ら
吉りをおこした。

〔発明の効果〕

本発明の＠ピ録用インクは、ナトリウムイオン濃度が０
．２重量％以下のため、インクと接触する多くの脂肪材
料ヤゴム利料から浴出する脂肪酸類とインク中のすｈ　
ＩＩウムが反応して不溶物全生成することがないため、
インク糸に温度変化や経時変化があってもインク経路全
話ならせたり、インクの流動全駅化させず、インクシェ
ツト記録装置の信頼性全向上させた。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）はインクジェット記録装置の
インク糸を示す。 １１・・・インク １４・・・印刷ヘッド １５・・・フィルター　　　　　　　　　以　上出願人
セイコーエプソン株式会社 イ４ １　　　　　　　　　　　　　　　　　　〃／、５ （ｂ） 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記録用インク中のナトリウムイオン濃度が０．２重量％
   以下であることを特徴とする記録用インク。