JPS59182862A - 染料精製装置 - 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】 ［技術分野］ 本発明は染料精製装置に関し、特にインクジェット記録
や筆記具等に適した記録液（一般にインクとロブふ）の
調製に好適な精製染料を連続供給する染料精製装置に関
する。

［従来技術］ 従来、ピエゾ振動子による振動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うイン
クシエンド記録力式に使用するインクとしては、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
、フェルトペン、万年筆等の筆記具においても同様なイ
ンクが使用されることが知られている。

このようなインクの一般的な基本構成例としては、水溶
性染料、その溶媒である水および乾燥防止剤であるグリ
コール類の王者を七成分として成るものをあげることが
できる。

ここで、水溶性染料には、塩化ナトリウムや硫酸すトリ
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。これらの無機塩類は、染料合成反応の過程で副生し
たものの他番こ、１ｎ析剤、ｎ１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。

この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、次のような不都合な事態を招来する。すなわち、
無機塩類はインク中の染料溶解安定性を低化せしめ、染
料の凝集、沈殿をもたらす。また、インクシエンド記録
ヘンドや筆記具においては、吐出オリフィス付近でイン
クが誘発して液組成が変化すると、無機塩類の析出をひ
き起す。これらはいずれも、最も忌避すべき吐出オリフ
ィスのｌ］　、ｉｔｔまりの原因となる。

そこで、かかる弊害を除去するために、インクの製造に
際して無機塩類濃度が所定の範囲内（−競には、インク
中に０．５重量％以下とする）になるように制御する必
要がある。このことは、無機ｊ（１類を不純物として含
む一般の市販染料を、インクジェット記録用インクや筆
記具用インクの調製に用いる場合に、不可欠である。

［１」的］ 本発明の目的は、このような点に鑑みて、インクの調製
を朽うにあたり、インク中に含まれる無機塩類を制御し
、以てインクシエンド記録用インクやＹ（記具用インク
等の調製に好適な精製した染料溶液を連続供給し得るよ
うにした染料精製装置を提供することにある。

［実施例］ 以下、図面に従って本発明の詳細な説明する。

第１図は未発明装置の一実施例を示す。

ここで、２１は染料粉末２２を貯留した染料供給部であ
り、染料バルブ２３を介してその染料粉末２２を調合槽
２４に供給する。また、調合槽２４には、純水バルブ２
５を介挿した純水供給パイプ２６を介して純水を供給す
る。

この調合槽２４では、供給された染料粉末２２および純
水を調合槽撹拌機２７によりン１〜合、溶解して、染料
水溶液をつくるものである。調合槽２４内に貯留してい
る染料水溶液の液量は、調合槽液量検出器２８により検
出する。調合槽内に得られた染料水溶液には、純水に溶
解しなかった染料粉末の粒子′９か残存しており、これ
をろ過フィルタ２８により除去する。このフィルタ２９
には、通常のろ紙またはフロロポア（商品名）等を用い
ることができる。フィルタ２９を通過させて粒子等を除
去した染料水溶液を、供給槽３１に供給する。

供給槽３１に供給された染料水溶液は、供給バルブ３２
が閉状態にある限り、供給槽３１内に貯留される。ここ
で、この供給槽３１には、液面高さ制御用の升３３を配
設し、供給槽内に貯留される染料水溶液の挙を−・足部
以下に抑える。

次に、４１は染料水溶液から無機塩類を排除する精製部
である。この精製部４１において、４２は減塩槽、４３
は減塩フィルタであり、４４は排塩槽である。減塩槽４
２には、供給バルブ３２を介して染料水溶１ｔ５ｉを供
給する。この供給された染料水溶液を、減塩槽撹拌機４
５により撹拌して、その水溶液を均一化し、無機塩類濃
度検出器４６によりその水溶液中の無機塩類の濃度を検
出する。この濃度検出は、例えばイオンクロマトグラフ
ィー法により行う。また、染料濃度検出器４７により、
その水溶液中の染料濃度を検出する。この濃度検出は、
例えば分光光度法により行うものである。後述のように
、無機塩類の濃度が所定値（例えは、染料に対して５Φ
畳武％）以」−であることか検出されると、循環ポンプ
４８を作動させて、減塩槽内の染料水溶！（′９を減塩
フィルタ４３を介して循環させる。この減塩フィルタと
しては、例えば限外ろ過フィルタ。

逆４ジ透フィルタ等を用いる。かがる減塩フィルタ４３
を通過させることにより、染料水溶液に含まれる塩化ナ
トリウムや硫酸ナトリウム等の無機塩か水溶′液として
染料水溶液中からろ過されて、υト境槽４４に排出され
る。このように、排塩槽４４には、染料の溶媒である水
の一部が無機塩類と共に排出されてしまう。そこで、こ
の排出された分の水を染料水溶液に補充すると共に、減
塩槽４２内において所望濃度の染料水溶液が得られるよ
うに、純水バルブ４９を介して減塩槽４２に純水を供給
する。

このようにして、減塩槽４２内に、無機塩類濃度および
染料濃度が所定範囲内の値である染料水溶液を得る。な
お、減塩槽４２内の染料水溶液のｌ−を、減塩槽液量検
出器５０により検出する。

丘述のように（減塩）精製した後の染料水溶液を　貯蔵
バルブ５１を介して貯蔵槽５２に排出し、その貯蔵槽内
に貯蔵する。

第２図は第１因に示す装置の制御系を示す。ここて、　
６１は制御器であり、各部の駆動制御をつかざどる。６
２はリードオンリメモリ（ＲＯＭ）であり、゛第３図に
示す動作手順等の制御プログラムが記ｔ、ｆｆされてい
る。６３はランタムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であり、
各棟データの一時記憶等がなされる。

本例では、無機塩類濃度検出器４Ｂおよび染料濃度検出
器４７からは、アナログ信号が出力され、そｈ　Ｚ　ｈ
　Ａ／　Ｄ　’ａ　ｍ器８４８よひθ５を介してデジタ
ル信号に変換された後、人力４９２７回路６８を介して
制御器８１に供給される。一方、調合槽液彊検出器２８
および減塩槽液凝検出器５ｏからはそれぞれデジタル信
号が出力され、入力バッファ回路６６を介して制御器６
１に供給される。

６７〜７４は前述した各バルブ２３，２５．４９．３２
および５１、撹拌機２７および４５、ならびに循環ポン
プ４８をそれぞれ駆動するためのドライブ回路であり、
制御器６１から出力ハッファ回路７５を介して供給され
る駆動信号によりオンオフ制御される。

８１および８２は、それぞれ染料濃度範囲設定スイッチ
および無機塩類濃度範囲設定スイッチであり、設定Ｓれ
た濃度範囲に対応する信号がコンソール入出力パフフッ
回路８３を介して制御器に供給される。８４および８５
は、それぞれ染料濃度表示器および無機塩類濃度表示器
であり、精製中にある染料水溶液中の染料濃度値および
無機塩類濃度値が表示される。従って、この装置６の操
作者は製造中の染料水溶液の品質を容易に知見すること
ができる。

スイッチ８１および８２による染料濃度範囲および無機
塩類濃度範囲の設定値はＲＡＭ　６３内に一時記憶され
る。無機塩類濃度検出器４６および染料濃度検出器４７
により検出された精製中にある染料水溶液の無機塩類お
よび染料の各検出濃度価は、制御器の比較部６１１にお
いて設定値と比較され、その比軸結果に基づき、後述の
ように循環ポンプ４８等の各負荷の駆動が制御される。

第３図は第１図に示す装置の動作フローを示す。図にお
いて、手順ＳＴＩ〜ＳＴ４は調合槽２４内のや和水溶液
を一定量に保持する手順である。すなわち手順ＳＴＩで
は、調合槽液ψ検出器２８の出力から、調合槽２４内の
染料水溶液の液面高さか予め定められた設定範囲を規定
する低位置に対して上にあるか否かを検出する。その低
位置よりも下の場合には手順ＳＴ２に進み、そうでない
場合には手順ＳＴ３に進む。手順ＳＴ２では、染料／ヘ
ルプ２３および純水バルブ２５を開き、それぞれ所定量
の染料粉末および純水を調合槽２８内に投入する。調合
槽２４においては、撹拌機２７が常時動作状態にあるの
で、投入された染料粉末か純水に溶解されて、染料水溶
液が調合される。手順ＳＴ３では、液量検出器２８の出
力により、調合槽２４内の液面か設定範囲を規定する高
位置よりも」二か否かを検出する。その高位置よりもに
の場合には手順ＳＴ４に進み、そうでない場合には手順
ＳＴ５に進む。手順ＳＴ４では、開状態にある染料バル
ブ２３および純水バルブ２５を閉して、染料粉末および
純水の供給を止める。

：ｐ　＋＋＋ｒｊ　Ｓ　Ｔ　５でｉよ、染料Ｉ農度検出
器４７により検出された減塩槽４２内の染料水溶液にお
ける染料濃度値を、表７１＼器８４に表示する。手順Ｓ
Ｔ６では、同じくｇ＜　４８．１４類濃度検出器４６に
より検出された無機塩類Ｊ農度（＋ｒｉを表示器８５に
表示する。

手順ＳＴ７では、検出器４７により検出された染料濃度
が、スイッチ８１により設定された染料濃度の範囲内に
あるか否かを判定する。その設定範囲内にあると判定さ
れた場合には手順ＳＴ８に進み、そうでない場合には、
手順ＳＴ９に進む。手順ＳＴ８では、検出器４６により
検出された無機塩類の濃度が、スイッチ８２により設定
された仙の範囲内にあるか否かを判定する。その設定範
囲内にあると判）ビされた場合には手順５ＴＩＯに進み
、そうでない場合には手順ＳＴ９に進む。

手順ＳＴ９では、検出器５０により検出された減塩槽４
２内の靜面が設定範囲を規定する高位置よりも（−か否
かを判定する。その高位置より下の場合には、手順５Ｔ
ＩＩへ進み、そうでない場合には手順５Ｔ１２に進む。

手順５Ｔ１１では、供給バルブ３２および純水バルブ４
９を開閉制御して、減塩槽４２内へ染料水溶液および純
水を供給する。これによって、減塙槽４２内の染料水溶
液における染料濃度を、ト述のようにスイッチ８１によ
り設定された範囲内になるように調整する。この後、手
＋１１１’４ＳＴ１３へ進む。−力、手順５Ｔ１２では
、供給バルブ３２および純水バルブ４９の閉動作を行う
。

手順５Ｔ１３では、循環ポンプ４日を作動させて、硅ｊ
スＡ槽４２内の染料水溶液を減塩フィルタ４３を介して
循環させ、その染料水溶液から無機塩類の排除をイー１
う。

Ｊ二連のように、染料濃度および無機塩類濃度が設定範
囲外の場合には、手順５Ｔ１１および手順５Ｔ１３また
は手順５ＴＩ２および手順５Ｔ１３を通るルーチンを繰
り返して、染料濃度および無機塩類濃度を設定範囲内の
仙となす。画濃度が設定範囲内に納まった後は、手順５
ＴＩＯに進む。

手順５ＴＩＯでは、検出器５０により検出された減塩槽
４２内の液面が設定範囲を規定する低位置よりも上か１
！？かを判定する。その低位置よりも上の場合には、手
順５Ｔ１４へ進み、そうでない場合には手順５Ｔ１５へ
進む。手順５Ｔ１４では、循環ポンプ４８の作動を停止
させ、貯蔵バルブ５１の開動作を行う。この結果、減塩
槽４２内に得られた所に量の精製染料水溶液が、貯蔵槽
５２に供給される。

手順５Ｔ１５では、貯蔵バルブ５１の閉動作および供給
ノ人ルブ３２．純水バルブ４８の開動作を行い、貯蔵槽
５２への供給を終了させると共に、減塩槽４２内の染料
水溶液の量を増やし、その液面高さか設定範囲内となる
ようにする。

この後、再び上述した手順５ＴＩＩ、５Ｔ１３または手
順５Ｔ１２，５Ｔ１３を通るルーチンを繰り返して、減
塩槽４２内には、染料濃度および無機塩類濃度が設定範
囲内にある所定量の染料水溶液が得られる。この後は、
」二連した手順５Ｔ１４へ進む。

」−述したように、本実施例においては、精製部４１に
おいて、染料水溶液が一定ｉｉ’）’、　ＩＩＨに精製
される。

［効果］ 以−４二説明したように本発明によれは、染料Ｉ容！イ
セを製造するにあたり、束ねの精製、つまり、染才１溶
液中に含有される無Ｒ場類の濃度調整を行うようにした
ので、インクシェツト記録用インクや′繭氾共用インク
等の調製に好適な精製染料溶液を製造することができる
。更に、本発明によれは、かかる染料溶液を連続的に、
しかも自動重重こ製造することが可能となり、高品質イ
ンクの大早生、産に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の一実施例を示す概略構成図
、第２図は第１図に示す装置の制御部を丞すブロック図
、第３図は第１図に示す装置の動作を示すフローチャー
トである。 ２１・・・染料供給部、 ２２・・・染料粉末、 ２３・・・染料バルブ、 ２４・・・調合槽、 ２５・・・純水バルブ、 ２６・・・純水供給パイプ、 ２７・・・調合槽撹拌機 ２８・・・調合槽液量検出器、 ２８・・・ろ過フィルタ・ ３１・・・供給槽、 ３２・・・供給へルフ。 ３３・・・弁、 ４１・・・精製部。 ４２・・・減塩槽、 ４３・・・減塩フィルタ、 ４４・・・排塩槽。 ４５・・・減塩槽４２内、 ４６・・・無機塩類濃度検出器、 ４７・・・染料濃度検出器、 ４８・・・循環ポンプ、 ４８・・・純水バルブ、 ５０・・・減塩槽液量検出器、 ５１・・・貯蔵バルブ、 ５２・・・貯蔵槽、 ６１・・・制御器、 ６２・・・リートオンリメモリ（ＲＯＭ）、６３・・・
ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、６４．６５・・・
Ａ／Ｄ変換器、 ６６・・・入力バフ２フ回路、 ６７〜７４・・・ドライブ回路、 ７５・・・出力４７２７回路、 ８１・・・染料濃度範囲設定スイッチ、８２・・・無機
塩類濃度範囲設定スイッチ、８３・・・コンソール人出
力パンフ７回路、８４・・・染料濃度表示器、 ８５・・・無機塩類濃度表示器、 ６１１・・・比較部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 染料溶液の製造手段と、前記溶液中の無機塩類の濃度を
   制御する無機塩類濃度制御手段とを具（１ｆｉ　したこ
   とを特徴とする染料精製装置。