JPS5889667A - プリンタ用流体インク - 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】 本発明はインクジェット式記碌装置勢のプリンタ用流体
インクに関するもので、’ｌｉＫインクの長期安定性、
保存性を改良したインクジェット式記鎌用水性インクに
関するものである。

インクジェット式記鎌装置の原場は、５０〜１５０７ｍ
直径の微少インク液滴を発生させる手段、液滴を記録紙
の所定の位置へ飛行８讐る手段により、所望の印刷を可
能にするものである。液滴は加圧されたインクが５０〜
Ｉ　Ｓｏｐ鳳直径の黴細なノズルオリフィスから噴出す
るととにより発生し、液滴に電荷をもたせ、電界操作す
ることにより液滴を記録紙の所定の位置へ飛行させる静
電偏向型インクジェット方式、液滴を複数のノズルすり
アイスより必要な個所だけ発生させ、記録紙にダイレク
トに飛行させるドロップオンディマント型インクジェッ
ト方式などがある。いずれもインクジェット方式という
点で液体インクを扱うための次のような問題点がある。

１）インクがｓＯ〜１５０ｐｍ直径の黴細なノズルオリ
フィスで、乾燥しノズルオリフィス部のインクの粘度上
昇、もしくは染料等の析出によりノズルオリフィスの目
が詰まる。

２）　　１１３インク粒が直接記録紙に付着してから乾
燥するまでの時間、すなわち印刷乾燥時間がかかる。

５）　インク流通経路中に空気勢の気泡が混入、もしく
は発生することｋより、記鎌ヘッドインク加圧室内でイ
ンクが加圧できないため、ノズルオリアイスよりインク
微少滴が発生で館なくなる。

４）記鎌紙に付着したインク粒のドツト円形度、ドツト
コントラストが十分でない。

そしてこれらの問題点をふまえて、インクジェット記鎌
用インクとして必要とされる要件は、ａ）インクが記鎌
ヘッドのノズルオリフィスにおいて目詰りをおこさない
こと。

ｂ）インクが記鎌紙に転写された時、迅速に乾燥するこ
と。

Ｃ）インクが自ら気体を発生するような成分を含まない
こと。

ｄ）インクが長期にわたり変質を起こさず、貯蔵性がよ
いこと。

ｅ）インクがインク接液材料を腐蝕させないこと。

ｆ）インクの濃度が大きく紙に転写された時、ドツトの
円形度、コントラストが明確であること。

等があげられる。これらａ）〜ｆ）の条件を満足させる
インクとして、本発明者等かすでに出願したインク（’
？ｉ開昭５４’−５７８＋６２）、すなわ、ちインク微
少滴を２０℃で１２〜１工５に調整したインクがある。

皺インクは、ＰＨ値が１２〜１五５と非常に高く、記鎌
紙の耐水性を向上させるために使用されているサイズ剤
や表面処理剤を溶解して、パルプに迅速に浸透する。そ
のため、はんざっなｋじみも少なく、ドツトの円形度及
びコントラストを保ったまま員かけ上インクは迅速に乾
燥し、印字後、紙や指をよごすこともない、しかし、該
インクは、ＰＨ値が高いために１長期インクを保存した
場合に、不溶物を沈殿させたりして、長期に渡るインク
の安定性、課存性に関しては不十分であった。

また、印刷ベッド（白板ガラス製）中でインクがガラス
と反応して不溶物をっくり目諮りをおこすこともあった
。

本発明は、かかる欠点を除去するもので、ＳＬ）〜ｆ）
の条件を満足させ、さらに長期に渡り安定でかつ保存性
が高く不溶物を発生し難いインクジェット１鍮用インク
を提供するものである。　　　′長期保存した場合、不
溶物等沈殿の発生の原因として １゛）染料と強アルカリとの反応生成物２）保存びん（
ガラス）から溶出するイオンと染料との反応生成物 郷が考えられ、本発明者は２）Ｋ着限して、ガラスから
溶出する金属をマスキングする目的で、インクにキレー
ト試薬を添加して長期保存を行い、真好な結果を得た。

インクとして、染料、グリセリンなる湿潤剤、ＰＨを１
．２〜ｌＮ５ＫＩＩＩ１１する水酸化カリウムなる強塩
基性物質、水を組成物とするインクム、インクムに（Ｌ
１ｗｔ嘔のエチレンシアミン四酢酸二ナトリウム（ＥＤ
Ｔムニナトリウム）を添加したインク１を、室温及び４
５ｃの環境で１ケ月間保存したところ、インクムはどち
らの環境においても沈殿を生じ、特に６５℃では多量に
生じていた。

一方、インクＩｎ関しては、どちらの、環ｊｌＨｃおい
ても沈殿の発生はなく安定性があった。

インク中には、ガラスからの溶出金属イオン以外にも多
くの金属イオンが存在すると考えられ、該金属イオンＭ
　　がＩＤテムイオン！４°とキレート化合物をつくり
、金属イオンをマスキングするために不溶物の発生がな
いものと考えられる。

例えば、ν・　　やＯａ　　　がガラスから溶出したり
、又染料中に含まれていた場合、ＥＤＴムと− キレート化してｙ・　　、及びＯａＹ　　　なる形で水
中で安定化され、ν・　　やＯａ　　の他への影響を防
いでいる。。

さらに１キレート試薬を添加したインクは、高温におい
ても優れ延安定性を示し、インクの保存範囲を広げるこ
とを可能にした。

キレート試薬としては、前記ＩＤ〒ムニナトリウムのほ
か＄’Ｃ，ＩＣＤテム−ナトリウムから四ナトリウムが
あり、さらには、インクが強ア゛ルカら性のため１Ｉｌ
ｔＤ’ｒムもそのまま溶解できるため使用できる。その
他、トランス−１，２−シフ四ヘキ゛サンシア建ン四酢
酸（０ｙＤＴム）、グリコールエーテルシアギン四酢酸
（ＧＩＤＴム）、ジエチレントリアミン五酢＠（Ｄ！フ
ァム、トリエチレンテトラ建ンヘキサ酢＠（ＴＴ１１ム
）、ニトリ四トリ酢１２（Ｎτム）、テトラエチレンペ
ンタ電ンへブタ酢＠（’ｒＰ１１ム）、Ｍ−（コーヒド
ロキシエチル）−エチレンシアミン−Ｍ　、　Ｍ’、　
Ｎ’−トリ酢酸（ＩＤＴＡ　　Ｏ！ＩＩ）、エチレンシ
アミン−Ｎ。

Ｍ　、　Ｎ’、　Ｍ’−？、、）　５プロピオン酸（Ｉ
ＤＴＰ）岬がある。

キレート試薬のインクに対する含有量としては、金属イ
オンの量が微量なため、それを！スキングするのに足る
量でよく、インク全量に対してａ５重量部も含有すれば
十分である。又、多く含有すればする権、ノズルオリフ
ィス中でインクが乾燥した場合、目詰りしやすくなるた
め、実際には、ａｏｌ　〜（Ｌ５重量ｉｕｉ度が好まし
い。

本発明のインクは、Ｉ’Ｈ１２−１＆５のインクに１キ
レート試薬を含有することを特徴とするものであり、組
成物としては、キレート試薬以外ＫＰＨＩＩＩＩ剤、染
料、湿潤剤、水から成る。

ＰＨ調整剤は、インクのＰｌｉを１２〜１＆５に調整す
るととｋよりインクの記鎌紙への浸透を迅速にし一速乾
性をだすためのものである。従って塩基性物質が好まし
く、水に対する溶解度、湿潤剤に対する溶解度が優れて
いる安定した強塩基性物質が適尚であり、水酸化カリウ
＾、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ
金属水酸化物がある。その他、アルカリ土類金属の水酸
化物、アルカリ金属炭酸塩、アンモニア、アミンなども
使用可能である。

染料は、まず第１に印刷物の耐水性、耐光性を向上させ
るために１水溶性直接染料、及び分散染料が好ましい、
また、水、湿潤剤に対する溶解度、分散度が大きい方が
ノズルオリフィスでの染料析出による目詰りが起こり―
いため、水、ＩＩ＃ｌＩ剤に対する溶解度、分散度の大
きい染料が好ましい。

例えば、Ｋａｙａｋｖ　Ｄｉｒ＠ｏｔ　Ｄｔｅｐ　Ｂ１
ａａｋＸム−Ｋａｙａｋｕ　Ｄｉｒ＠ｏｔ　８ｐ＠ｏｉ
ａｌ　ＢｌａａｋムＸＭ　。

Ｋａｙａｓｅｔ　Ｂｅａｋ　００？ムＫａｙａｓｅｔ　
Ｂｌａｃｋｏｌｏ、Ｋａｙａｓｓｔ　Ｂｌａａｋ　０２
１．Ｋａｙａｓ＠ｔＢｌａｏｋ　９２２．Ｋａｙａｒｕ
ｓ　８ｕｐｒｏ　８ｏａｒｌｓｔＢＮＬ、Ｋａｙａｋａ
ｌａｎ　＃ｏａｒｌｓｔＧＬ、Ｋａｙａｓ＊ｔＲｅｄ　
　Ｏ０４，Ｋａｙａｓｅｔ　　Ｒ＠１　００８．Ｋａｙ
ａｒｔ１ｍＴｕｒｇｕｏｉｓ＊　Ｂｌｕｅ　ＧＬ　（い
ずれも日本化県展〕などがある。染料の添加量としては
、１０重量部をこえるとノズルオリフィスの目詰りが起
こりやすくなるので１０重量部以下が好ましい。

湿潤剤はインク全体の蒸気圧を下げ、インク±。

の水分の蒸発を減速させるとともに染料や塩基性物質も
溶郷するととｋより、ノズルオリフィスの目詰りを防止
する。従って、まず水に対する溶解性がよく、吸水性が
あり、しかも染料濤Ｉ＄変及び塩基性物質溶解度の高い
湿潤剤が好ましい点から、脂肪族多価アルコール類のア
ルキルエーテル誘導体類、脂肪族多価アルコール類のア
セテート誘導体類が優れている。Ａ体的にはエチレング
′リコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリ
コール、プ四ピレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、グリ七すン岬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、汗テレンダリコールモノエチ
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レングリコールモノメ
チルエーテル等の多価アルプール類のアルキルエーテル
誘導体類、エチレングリコールモノメチルエーテルア七
テート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセ
テート、グリセルジアセテート、グリセルジアセテート
等の多価アルコールのアセテート卿導体類がある。また
上記の多価アルコール類、多価アルコールのアルキルエ
ーテル誘導体類、多価アルコールのアセテート誘導体類
の混合物゛も用いることかできる。

湿潤剤の添加量としては、少なければノズルオリフィス
中での目詰りがおこりやすく、多すぎても、インク全体
の粘度が上昇するので好ましくない。何故なら、インク
粘度が増大するととｋよりインクジェット記鎌ヘッドの
応答周波数が低下したり、駆動電圧が＾くなることが、
本発明看等により確められているからである。

従って、５〜４５重量部の１ｌｌｌｌｌ剤を添加するり
が好ましく、粘度も２０Ｃで１５〜１？センチポイズの
範１１に調整することが可能である。

又、本発明に ｏｕ 鳳 で示されるヒドロキシリアルキル−２−ピーリドン類 、皇 で示されるｙ−アルキル−２ピロリドン類を添加するこ
とも可能で、これらの組成分を１〜１４重量部添加する
ことにより、温潤剤との併用でノズルオリフイズでの目
詰り紡止効果が向上することが認められている。

更に１長期インクの保存の為、細菌やカビの発生を抑制
する為に１ジオキシン、テヒド四昨駿ナトリウム、ホウ
サイドＬＸ−Ｈ（北興化学製防カビ剤）など既知の防カ
ビ剤を用いることかできるが、本発明のインクの場合、
インクのＰＩＥ値が高いため、防カビ剤を添加しなくて
も細菌等の発生は認められなかった。

尚、本発明のインクはすべての流体インクを用いるプリ
ンターにも使用でき、インクジェットプリンター用イン
クに限定するものではない。

以上の如く、本発明によれば、前記ａ）〜ｆ）の要件を
満足できるばかりか、長期に渡るインクの安定性、保存
性が優れ、さらに高温の環境においても安定性、保存性
が優れておりまたガラスヘッド中でも保存性がよくその
効果は非常に大幹い。

以下実施例を挙げることにより本発明を説明するが、こ
れらの実施例は本発明を更に具体的に説明するものであ
り、実施の態様がこれにより限定されるものではない。

実施例１ 攪拌機、及び還流器を義備した２ｔの容４１Ｋ。

蒸留水ｅ　ｔ　ａ　ｔ、及びグリセリン１ｓｏｔを任込
み、攪拌しなからデビド四酢酸ナトリウム１Ｆ。

水酸化カリウム１０ｆを加えた。容器な除々に加熱して
添加物の溶解が確認でどたら、さらにエチレンジアミン
四酢酸冨ナトリウム１ｔを加え、完全に溶解したら、Ｋ
ａｙａｋｕ　ｎｉｒ＠ｏｔ　ＤｅｅｐＢ’１ａａｋ！ム
２０ｔを除々に加えた。容器内の温度は６０Ｃで一定に
保ちながら６時間、攪拌を続けた。室温に冷却後、およ
そ２４時開放置してから１μ聰の叱りボアメンブレンフ
ィルターでろ過した。得られたインクは下記の通りであ
る。

（組成） 得られたインクの粘度は２０℃’Ｑ　１．８　ｃ　ｐ％
表面張力は２０Ｃで５４　ｄ７ｎｅ１０ｎ、　Ｐ　Ｈは
２０Ｃで１２．７であった。

このインクを当社試作マルチノズルヘッド（ノズルオリ
フィス直径４０Ｐｍ）に充積し、ジェット印刷を行った
ところ、黒色鮮明で印字品質の高い印刺記鍮を得られた
。印刷後の記鎌紙上でのインクの乾燥時間はおよそ５秒
程度で使用に際し十分な速乾性を示した。

また、ホウケイ酸ガラスからなる容ＩＩＫ上記組成のイ
ンクを入れ、密役をして６５ｃの環境に５ｔ月間放置し
たところ、インク中に不溶物等沈殿の発生は認められな
かった。

実施例２ 実施例１の記載の方法により、次の組成を有するインク
を作成した。

（組成） 得られたインクの粘度は、２０ｔ：で！２ａ、ｐ、、表
面張力が２０Ｃで４６　ｄｙｎｅ／ａｍ％Ｐ　Ｈ値は２
０℃でＩＬ７であった。

実施例５ 一声施例１に記載の方法により、次の組成を有するイン
クを作成した。

（組成） 得うれたインクの粘度は２０Ｃでｔ、８ｃ、ｐ、表面張
力は２０℃で５５　ｄｙｎｅ／ａｍ、　Ｐ　！Ｉは２ｏ
ｅで１１４であった。

実施例４ 実施例１に記載の方法により、次の組成を有するインク
を作成した。

（組成） 得られたインクの粘度は２０Ｃで１．８ａｅｐ、、表面
張力は２００で６１　ｄｙｎｅ／ａｍ、　　Ｐ　Ｈ値は
２０Ｃで１２５であった。

実施例１〜４のインクを当社試作マルチノズルヘッド（
ノズルオリフィス直径４０μｍ）に充損し、ジェット印
刷を行ったところ、印字ｌ１１度、印字品質が高く、シ
かも印刷後５秒程度で乾燥した。

ノズルオリフィスの目詰りについては、１時間ジェット
噴射印刷後、ノズルオリフィスを大気に開放のまま１０
０時間後、再噴射を行なった→（、本実施例のインクは
１つも目詰りすることなく良好に再噴射を行った。また
、ホウケイ酸ガラスから。

なる容器に実施例１〜４のインクを入れ、密栓を；・し
てそれぞれ常温及び４５℃の環境＜ｉ夕月間放置したと
ころ、インクは常に安定で不溶物等沈殿を発生せず、非
常に保存性も高く良好であった。

さらに、当社試作マルチノズルヘッド（白板ガラス製）
Ｋ実施例１〜４のインクを蒸発しないように充填し、常
温及び６５℃の環境ＫＡケ月間放置してもヘッド中に不
溶物を発生することがなく良好なる結果を示した。

以上 出願人　信州精器株式会社 代理人弁理士　最　上　　務

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ＰＨ値が２０ｔｌ：ｌおいて１２〜１＆５の範囲に
   あるインクにおいて、キレート試薬を含有することを特
   徴とするプリンタ用流体インク。　　。 ２）キレート試薬がエチレンジアンン四酢酸及び又はそ
   のアルカリ塩であることを特徴とする特許端末の範囲第
   １項記載のプリンタ用流体インク。