JPS6346260A - 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１ａ４には、インキジェット印刷に使用するのに適
当な水浴性染料に関する発明が記載されている。

発明ｔ−達成するための手段 本発明によれば、式ｌ： で示される染料が得られる。

式ｌの染料は、優れ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溶解性を有する。それ故に、この式
Ｉの染料は、水または水混和性隈剤、例えば低級アルコ
ールおよびグリコール七基礎とする筆記用インキおよび
印刷用インキに使用するのに通なっている。式ｌの染料
を含有する水性インキは、竹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フィスから噴射
される。

紙または類似物上に瞭記用具（万年筆、フェルトペン等
）を用いて記録するためには、水または水混和性有機溶
剤中の染料の溶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ｆ１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
。適当なインキは、本質的成分として記録剤（通常染料
′！たは顔料〕および液体ビヒクル（通常水、有機溶剤
またはこれらの混合物）ｔ−含有し、かつ任意の成分と
して種々の他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上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會第１図に示す。

第１囚に示した装置は、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）作動する。

第１図において、プリントヘラＰ１は、圧電振動子２、
インキ用入口管路３、？ｌｉ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を介して液体室４中に導入
され、穿４および出口管路ｔノズル６にまで充填する。

パターン情報信号から誘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
力パルスに変換し、この圧力パルスｔ−液体Ｂ４中のイ
ンキ７に謔える。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
囚に示す、第２図において管状液体室４は入口管Ｄ３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シに配置さｎている。インキ
液滴を発生させるための機構は、第１図に示し九装置の
場合と本質的Ｖこ同じものである。

他のシステムでは、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ｎ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、プリントヘッドの連中のインキに
再えらｎ１インキ液滴が該エネルイーに工す形成さｎる
。かかる装置の実施態様ｋＳ第６図および第４図に示す
。第６１は、プリントヘッド１３中の宕１４の長さに沿
つた断面図であり、第４図は第３図中の、Ｊａ−Ｂ上に
とった断面図である。

第６図および第４１において、支持体２５上にインキ２
１の液滴２４會沈積させることによる感熱記録用プリン
トヘッド１３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からなシ、電極１
６．１７の１部および抵抗器１８は、絶縁体層１９およ
び保睦カバー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の右手端部
中に供給され、ノズル１２でメニスカス部を形成する。

電極１６．１７’に介してパターン情報信号から誘導さ
れたパルス電気信号を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
泡によシ発達し大過剰圧力は、インキ２１をノズル１２
から小液滴２４の形で、それぞれ電気パルスに相応して
支持体２５の方向へｉＩＪ！！射するのを惹起する。

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Ｊｕｌ必要とすることなしに高速多
色刷シ作Ｓｔ−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
されている。

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１ｍ’に満たす必要がある：（１）　　粘
度および表面張力のようなインキの物理等性が、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溶解度を有する（以後、１浴液安定
性”と呼ぶ）。

（３）記録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か、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、溶剤（判にアルコールン、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、特に水性インキによシ得
られた画像は、にじみ、位置のずれまたは欠損を形成す
る傾向があるか、または水の付着、機椋的摩擦、または
露光により色あせする傾向があシ、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。

上記の判断基準の他にも、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大めのインキは、すぐれ
た熱安定性ｔ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繰υ返しの間に高
温度にさらされ、その結果、不溶性物質が形成さｎｌか
つ記録ヘッドの加熱帯域の壁に沈積され、次にはこれに
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型費であ
る。

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

本発明のもう１つの％徴によれば、式Ｉで示される水溶
性染料會含有するインキが供給される。

式Ｉによる染料を使用することにより、鉤に濃縮した形
で長時間貯蔵する間に改醤さｎた溶液安定性を有するイ
ンキ、およびすぐれた記録特性、労に噴射安定性、噴射
応答往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、実際にム要であり、良好な防水
性、耐アルコール性および耐＋ｉ牢性を有する画像を提
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、有機溶剤ま九はこれらの混合物からなる
。本発明の第１の峙徴の染料は、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
安定性は数置され、かつ噴射オリフィスが閉塞される範
囲は、記録装置に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、画像の所望の光学濃度、使用さ
れる記録装置の種類、添加すべき他の成分、インキの心
機とされる物理特性等により決定される。しかし概して
、過当な染料含量は、インキの全重量に対して０．５〜
２０１量％、好ましくは０．５〜１５１童％および殊に
１〜１０λ量％の範囲内にある。

本発明によるインキは、式Ｉの前記染料とともに、種々
のタイプの公矧の染料、たとえば直接染料、噛性染料等
から選択した他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、ｔｆｃはイン
キ−ジェット印刷において同様の作業特性を有する染料
のみｔ含有することができる。

本発明によるインキを製造する九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０１〜Ｃ，アルカノール、
たとえばメタノール、エタノール、ｎ−プロパツール、
イソプロパツール、ｎ−ブタノール、８−ブタノール、
１−シタノール、イソブタノール；アミドたとえばジメ
チルホルムアミド（ＤＭＦ）およびジメチルアセトアミ
ド（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
とえばテトラヒドロフランおよびジオキサン；窒素含有
複素燦式ケトン、たとえばＮ−メチル−２−ピロリドン
（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、たとえば２−メトキシエタノール（Ｍｌり、２−（
２−メトキシエトキシ）−エタノール（ＭＩＣＥ）、２
−（２−エトキシエトキシ〕エタノール（ＩＣＢＥ）、
２−（２−（２−メトキシエトキシ〕エトキシ〕−エタ
ノール（ＭＥＲＥ）およヒ２−（２−（２−エトキシエ
トキシ）エトキシ〕−エタノール（ＩＣＥＥＫ）　；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（ＰＥＧンおよびポ
リプロピレングリコール（ＰＰＧ）　；　Ｃ２〜ｃ６ア
ルキレン基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、！：、ｔばエチレングリフール（ＩＱ）
、プロピレングリコール（ＰＧ）、７”チオグリコール
（ＢＧ）、トリエチレングリコール（ＴＡＧ）、チオジ
グリコール（ＴＤＧ）　、ヘキシレングリコール（ＨＧ
）　、およびジエチレングリコール（ＤＥＧ）ならびに
使の多価アルコール、たとえばグリセロールおよび１，
２．６−ヘキサンドリオール（ＨＴ）’を包含する。

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、たとえばＫＧ％ＤＥＧ　、　Ｔ
ＥＧおよびＭＩＩＣＥ　；　５００までの分子量を有す
るＰＥＧ　；および４素塊式ケトン、たとえばＮＭＦお
工び１）Ｍｌである。好ましい特殊な溶剤混合物は、水
とＤＩＯとの三成分混合物および水、ＤＩＣＧおよびＮ
ＭＩ’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＊溶性有機溶剤５〜９５１量％、好ましくは１０〜
８０１！−４１％、および殊に２０〜５０♂ｉ％からな
る。

上記の成分から製造さｎる本発明によるインキは、一般
に均衡のとれたすぐｎ九記録作業特性、すなわち信号応
答性、液滴製造の安定性、噴射安定性、長時間の連続的
記録作業性、および長時間休止した後の噴射安定性を示
す。またこのインキは、一般に良好な保存安定性、浴液
安定性、記録支持体上での定着性ならびに水、アルコー
ル、光および天負に対する記録画像の抵抗性上＊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。適当な添加剤の例は、粘度調整剤、たとえばポリ（
ビニルアルコール）、セルロース鶴導体、および他の水
溶性樹脂；種々の種類の界面活性剤、すなわちカチオン
性界面活性剤、アニオン性５１ＰＩｌｉｊ活性剤および
非イオン性界面品性剤；表面張力調節剤、たとえばジェ
タノールアミン（ｂｌｃＡ）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
駿衝剤である、イン印液滴を充填するのに適用さｎ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、普通抵抗力調節剤として無機塩、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１１−′ａ有する。また、噴射オリフィスの端部でイ
ンキの保水２’に改善するために尿素またはチオ尿素を
添加してもよい。

本発明によるインキｔ−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
熱橢性、たとえば比熱、熱膨張率、および熱伝導率は適
当な添加剤によシ調節することがで纏る。

本発明によるインキｔ−城記用へ、たとえばペン管用い
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他の物理り性を９節する必饗
があると思われる。

本発明によるインキは、上記の全ての必賃条件會満すこ
と、換言すれば毛細管を喪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、記録
作業性、特に噴射可能性および噴射応答性においてすぐ
れておシ；および色濃度、色調および；ントラストにお
いて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特性を有する。

さらに、本発明によるインキは、その長時間にわたる良
好な熱安定性の理由から、熱エネルギーを利用するイン
キ−ジェット記録法での使用に特に適当である。

本発明を次の実施例につきさらに詳説する。

実施例中、全ての部および聾は、別記しない限９重量部
または重量えである。

拠施例 例１ ２−アミノ−４−スルホ−６−クロルフェノール（４２
，７９，０，２モル）を水（５００＊）と−緒に攪拌し
、かつ５℃よシも低い温度で濃塩酸（７５ｍ）および亜
硝鍍ナトリウム（１４、ｉ’）ｔ−ｍ加することによっ
てジアゾ化し、生じるジアゾニワム塩ｔ２−す２トール
−４，６−ジスルかン酸（６０，８＆　）、水（５００
ａｊ）および苛性ソーダ液の混合物に添加し、−１０に
した。この添加ｔ−５℃で実施し、かつ苛性ソーダ液を
０加することによって−１１０に維持した。

カップリングの完結後、ｓ”ｋＧ塩酸で５に減少させ、
沈殿物を濾過することによって単離した。このケーキ上
エチルアルコール（２０００−）と水（２００４）との
混合物と一緒に懸濁させ、次に諸遇し、エチルアルコー
ル（９００−）と水（１００ａｊ）との混合物で洗浄し
、かつ＠、燥した。

この固体染料を水（１００Ｃｌａｔ）に沼解し、かつ少
量の７０’ＴＶの苛性ソーダ液でｐ）１８に調節した。

水（１５０−Ｊ）中の硫酸銅水和物（５０，９）の溶液
上苛性ソーダ液の添加によって−ｔ８〜９に維持しなが
ら１５分間に亘って添加した。この溶液を塩化ナトリウ
ムで１０％の墳にし、次に濾過し、かつケーキに１０？
ｏの食塩水（６０ｍ）で洗浄した。

このケーキを水（５００ｍ）と−緒に懸濁させ、かつａ
ｇＴＬ、無機塩を除去する。う析後、赤色の溶液を大過
剰量の増化リチウム（１００１１）と−緒に攪拌し、沈
殿物上濾過し、ケーキを透析し、無機塩を除去した。迅
析後、この溶液ｔ　Ｏ，４５μの膜を通して篩分けし、
液体を蒸発させ、純粋な染料を生じｆｃ（リチウム塩）
。

以下染料１と呼ばれる染料の構造は、式ｌで示し九とお
夕であった。染料１は、水中で１６５％の溶解度を有し
、かつ水：　ＤＥＧ　：　ＮＭＰ　６　：　６：１中で
９．６５％の溶解度を有した。

例２ 染料１６部を水５８部、ジエチレングリコ−ル２８部お
よびＮ−メチル−２−ぎロリド７９部の混合物に清解す
ることによって１つのインキを得た。このインキを圧力
下にテフロン（Ｔｅｆｌｏｎ　）フィルター（孔径：１
μ）ｔ−通して鏡過し、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つの内性、Ｔ１〜Ｔ４をオン
デマンド型（ｏｎ４ｅｍａｎｃＬ　）　配録ヘッド（直
径５０μの噴射オリアイス、電圧６０ｖ１周波数４　Ｋ
Ｈｚで作動する圧電振動子）含有する記録装置ｉｋ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
示した。

各インキを別個にガラス容器中に密刺し、−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
、不活性物質の評価できる分離または物理有性および色
の変化は全く見られながった。

Ｔ２−噴射安定性 各インキを７温、５°Ｃおよび４０℃で２４時間連続的
記録試験したところ＠己度での試験期間中に一定に高品
質の画像を住じた。

Ｔ３−噴射応答性 各インキｔ２秒間隔で断続的に噴射し、２ケ月間放置し
た後に噴射を行なったところ、オリフィス會閉塞するこ
となく安定した均一の記録を示し九。

標準の平らな紙上に記録された画像は、良好な光学濃度
を有し、かつ鮮明で澄明であった。

得られたＦＮＩ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に記録した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上使用することによシ得
ることができる。

水　　　　　　　（６１）　　　　水　　　（６２）グ
リセロール　（２５ン　　　ｇｏ　　　（３９）ＴＥＡ
　　　　　　（１０）　　　　ＨＴ　　　　（５）水　
　　（７２〕　　　　　　　　水　　　　　　（６８）
ＰＧ　　　（２０）　　　　　　　　ＭＥＩＣＫ　　　
　（３Ｑ）水　　　（７２）　　　　　　　水　　　　
　　（５０）ＰＧ　　　（２０）　　　　　　　　ＤＥ
Ｇ　　　　　（２５）ＤＭＦ　　　（５）　　　　　　
　　ＮＭＰ　　　　　（２０）水　　　（５２）　　　
　　　　　水　　　　　　（６１）ＤＩＧ　　　（３０
）　　　　　　　　ＤＩＧ　　　　　（２０）ＮＭＰ　
　　（１５）　　　　　　　　ＤＭ工　　　　（１５）
水　　　（５７）　　　　　　　　水　　　　　　（５
０）エタノール　（１０）　　　　　　ＤＥＧ　　　　
　（２０）グリセロール（６０ン　　　　　ＮＭＰ　　
　　　　（１５）Ｎａデヒドロアセ　　　　　ＰＥＧ　
（分子１２００．ｌ　（１０，１テート　　（０，１） 水　　　　（６７）　　　　　　　水　　　　　（６４
）ＤＩＧ　　　（，５０）　　　　　　　ｇｏ　　　　
　（３０）水　　　　（５６〕 ＤＥＧ　　　（３０） Ｍｍ］！！ｘ　　　（１０）

【図面の簡単な説明】

第１因は、本発明による水溶性染料を含有するインキの
ｍ滴を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を示す略図、
第３図は、第１図による′４ｔ！！のもう１つの実施例
を示す断面図、かつ第４囚は、第３図中の線Ａ−Ｂに沿
つ丸断面−である。 １．１３・・・プリントヘッド、６．１２・・・ノズル
、７．２１・・・インキ、１１・・・インキ液滴、１２
．２５・・・支持体、２４・・・インキ小液滴図面の浄
書（内容に変更な圀 プリントヘッド ！

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、式 I ： ▲数式、化学式、表等があります▼ I で示される染料。 ２、式 I ： ▲数式、化学式、表等があります▼ I で示される水溶性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溶
   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 I ： ▲数式、化学式、表等があります▼ I で示される染料を含有するインキを画像を形成すベき支
   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。