JPH0229472A - インク組成物 - 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］ 本発明はインクに電界を印加することによって、そのイ
ンクの流れを制御できるインクジェット印字方法に用い
るのに適するインク組成物であって、電気的にインクの
流出を制御しようとする筆記用具にも応用できるもので
ある。

［従来の技術〕 特定の材料から構成される粒子を液媒体に懸濁させた懸
濁液であって、電界によって粘度が変化する効果（電気
粘性効果）を有する液体はこの出願前公知であるが（例
えば米国特許第２４１７８５０　、同２６８１５９６　
、特開昭５３−９３１８６　、ヨーロッパ特許第１５０
９９４等）、それ等はクラッチ等の機械部品に用いるも
のでインクではない。

電気粘性効果を有する液体を記録技術に応用したものと
して特公昭４２−１１３１５がある。これには電気粘性
組成物としてカーボン粒子を懸濁させたものや液体に染
料を溶解したものが使用できることが示されている。し
かしながらカーボン粒子を用いても大きな電気粘性効果
は得られず、かつその電気抵抗率が小さいため電界印加
により著しく大きな電流が流れてしまうことがわかった
。また液体に染料を溶解した記録液を用いると、得られ
る画像の濃度が低い画像にじみを生じるという欠点があ
ることが判明した。

これは電気粘性を有するインク組成物に用いる液体が一
般のインクジェット記録に用いられている水性インクに
比較して低い表面張力を有するためと考えられる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、インクに電界を印加した時に固化または粘度
増加することを利用し、画像信号に対応して印字ヘッド
に印加する電界を制御することによりインクの流出を制
御して画像を形成する印字方法に使用できるるインク組
成物であって、特に、低電界でも固化するインク組成物
を提供しようとするものである。

更に、形成された画像に滲みがなく、濃度が大で、かつ
、耐水性に優れた画像を形成できるようなインク組成物
を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明の構成は、反応性染料
で染芒され、かつ、誘電分極をする高分子重合体粒子が
、電気抵抗が１０５Ωｃｍ以上の絶縁性液体に分散また
は懸濁しているインク組成物である。

ここで反応性染料とは被染着物と何らかの化学反応によ
り被染着物と染料との間に共有結合を形成せしめる官能
基を有する有色化合物のことである。

共合結合を生成せしめる官能基としては次のようなもの
が知られている。

ｃ１／″＝＝Ｎ／″へＣり５” Ｈ２ ここで■は染料基本骨格 反応性染料の具体的な例としてはカラーインデックス中
に反応染料として分類されるものがあり、より具体的な
例として下記のような染料がある。

Ｃ，１，リアクティブ・イエロー　１〜７９Ｃ９１，リ
アクティブ・オレンジ１〜６０ｅ、１．リアクティブ・
レッド１〜１１５Ｃ，１，リアクティブ・バイオレット
　１〜２２Ｃ，１，リアクティブ・ブルー　１〜１０１
Ｃ１１，リアクティブ・グリーン１〜１８Ｃ６１，リア
クティブ・ブラウン１〜２２Ｃ，１，リアクティブ・ブ
ラック　１〜３２がある。これらの中の好ましい染料の
例としてリアクティブ・イエロー１，５．１１．１３，
１４．２０．２１゜２２．２５．４０．４７゜５１．５
５．６５．８７、リアクティブ・レッド１．１４．１７
，２５，２６．３２．３７゜４４．４Ｂ、５５．ＧＯ，
６Ｂ、７４，７９，９６゜９７、 リアクティブブルー１．２，７，１４，１５，２３，３
２，３５゜３８．４１，８３，８０，９５、 リアクティブブラック３，４，７，１１，１２，１７、
がある。

高分子重合体について説明すると、上記のような反応性
染料と共有結合を形成するのは一〇〇。

ＮＨＮ１（２、Ｓ１１等の官能基であり、これらの官能
基を有する高分子重合体が用いられる。

高分子重合体に要求される他の条件としてインク組成の
他の成分として用いられる液媒体に溶解しないことが必
要である。

高分子重合体の具体例として、セルロース、デンプン、
アルギン酸、ペクチン、カラゲナン、アガロース、カル
ボキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニ
ルアルコール、ザンタンガム、ポリアミド、ポリエチレ
ンイミン、酢酸セルロース、デキストリン、アルブミン
、グロブリン、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。

これらの高分子重合体はそのままでも用いることができ
るが、適当な架橋剤により架橋したり、多価イオンを用
いたりして不溶性の高分子重合体とすることが好ましい
。

重合体粒子としては直径０．１〜３００μｍのものが用
いられるが、径が大きいとインクを吐出するためのノズ
ルやスリットを目詰らせ易いし、得られる画像の透明性
、色調が悪くなるから０．１〜１０μｍの粒子を用いる
ことが好ましい。

液媒体としては固有電気抵抗が１０５Ωｅｌｆ１以上の
化合物が用いられる。固有電気抵抗が１０５Ωｃｍより
小さい化合物を用いると、電界を印加した時に液媒体を
通じて流れる電流値が大きくなり過ぎて、熱が発生する
、大きな容量の電源装置が必要となるといった問題が発
生するばかりでなく、本質的に充分な電気粘性効果が発
現されにくくなってしまう。

液媒体として使用できる化合物の具体例としては、石油
エーテル、灯油、アイソパー等の商品名で市販されてい
る精製された脂肪族炭化水素の混合物、リグロイン、ｎ
−ヘキサン、ｎ　−ペンタン、イソオクタン等の脂肪族
炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、アルキル化
ナフタレン、ジフェニルメタン等の芳香族炭化水素、ア
ニソール、フェネトール、メトキシトルエン、ジフェニ
ルエーテル、ベラトロール等のエーテル類、シュウ酸ジ
エチル、マロン酸ジエチル、桂皮酸エチル、アビエチン
酸エチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、酢酸ベン
ジル、フタル酸ブチル、モノアセチン、ジアセチン、ト
リアセチン、モノブチリン、リン酸トリメチル、リン酸
トリフェニル、リン酸トリクレジル等のエステル類、四
塩化炭素、ジクロルメタン、トリクロロエタン、テトラ
クロロエタン、ヘキサクロロエタン、トリクロロエチレ
ン、テトラクロロエチレン、ジクロロプロパン、トリク
ロロプロパン、塩化ブチル、塩化ペンチル、クロロベン
ゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、クロロ
トルエン、クロロナフタレン、ブロモホルム、ジブロモ
エタン、テトラブロモエタン、ブロモベンゼン、ジブロ
モベンゼン、ブロモナフタレン、ヘキサフルオロベンゼ
ン、１．１°−ビス（ブロモフェニル）エタン、ジクロ
ロフェニル（クロロフェニル）メタン、ビス（フルオロ
フェニル）メタン等のジフェニルアルキルのハロゲン化
物、クロロフェニル（ブロモフェニル）スルフィド、フ
ェニル（ブロモフェニル）スルフィド等のジフェニルス
ルフィドのハロゲン化物、トリブロモフェニルエーテル
、ジブロモフェニルエーテル等のジフェニルエーテルの
ハロゲン化物等を挙げることができる。

用いる液媒体に要求される特性として、沸点が高く蒸発
が起りにくいこと、凝固点が低く寒冷地でも固化しない
こと、化学的に安定であり変質しないこと、人体や環境
へ害を与えないこと、分散又は懸濁される粒子とできる
限り比重が一致していて、粒子の沈降が生じないこと等
がある。実使用においてはこれら特性の全てを満たすこ
とは困難であり、応用面からこれらの特性の中で特に重
要なものを考慮して選択することができる。

本発明は上記の粒子を例示した染料で着色したものを液
媒体に分散又は懸濁せしめたものであるが、目的に応じ
添加物を加えることができる。例えば分散安定性を向上
するために、下記のような界面活性剤を加えることがで
きる。

ポリオキシエチレンアルキルエ・−チル類、ポリオキシ
エチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリオキシエチ
レンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンアルキル
ソルビタンエステル類、ポリオキシエチレンアルキルア
ミン類、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸
エステル類、プロピレングリコール脂肪酸エステル類、
ポリオジエチレングリコール脂肪酸エステル類等のノニ
オン系界面活性剤；アルキル硫酸塩類、ポリオキシエチ
レンアルキルエーテル硫酸塩類、ポリオキシエチレンア
ルキルエーテル酢酸液、アルキルベンゼンスルフォン酸
塩類、Ｎ−アシルアミノ酸塩類、アルキルスルホコハク
酸塩類、アルキルリン酸塩類等の陰イオン系界面活性剤
；ベンザルコニウム塩類などの４級アミン類等の陽イオ
ン系界面活性剤；パーフルオロアルキルリン酸エステル
類、パーフルオロアルキルカルボン酸塩類、パーフルオ
ロアルキルベタイン類等のフッ素系界面活性剤等が挙げ
られる。

［実施例］ 以下、実施例によって、本発明を具体的に説明する。な
お、各実施例に記載の各成分の瓜は重二基準である。

実施例１ セルロース粉末１５０部を二硫化炭素６０部と混合し、
２５℃において５時間放置した後、７％水酸化ナトリウ
ム水溶液１４００部中に投入し溶解し、更にポリエチレ
ングリコール２００部を投入、溶解した。

この溶液を約５μｍの直径を有するノズルから６０気圧
の圧力で霧状に噴射して液滴を形成し、その滴を４％硫
酸水溶液からなる浴中に導入せしめて再生セルロース球
形粒子を得た。得られた粒子を遠心分離器にて濾別した
後、更に大量の水に懸濁し、再度濾別した。

リアクティブ・ブルー１４の２％水溶液２００部に得ら
れた粒子４部を投入した後５部の水酸化ナトリウムを投
入して撹拌を３時間行い粒子を染着せしめた。

染むした粒子を遠心分離器にて濾別して前記と同様に大
量の水で水洗した後、真空乾燥器にて乾燥した。乾燥後
の粒子をサイクロン型の分級器で７μｍ以上の粒径の粒
子を除いた。

粗大粒子を除いた着色された粒子２５部を１．１′−ビ
ス（ブロモフェニル）メタン７５部と混合し、ボールミ
ルにて１０時間の分散操作を行い試験用インク組成物を
得た。

得られたインク組成物を第１−図に示したヘッド構造を
有する記録装置で印字テストを行った。

第１図におけるノズル１の近傍に設けられた電極２に直
流電源３から直流電圧（３５０Ｖ　）が画像信号に従っ
てｏｎ−ｏｒｆ’され、記録紙４に対してインク　５が
吐出され画像が形成される。またインクを吐出させるた
めにインクには５００ｇｒ／Ｃｍ　２の圧力がかけられ
ている。このインクを用いて得られた画像は鮮明であり
、また得られた画像を水中に浸してもまったく画像に変
化はなかった。

実施例２ 酢酸ビニル　　　　　　　　　　　７０部アクリル酸メ
チル　　　　　　　　３０部過酸化ベンゾイル　　　　
　　　　　１部を混合した。

この溶液を　１％ステアリン酸ナトリウム溶液２００部
に十分撹拌しながら加え、この混合物を窒素ガスを通じ
ながら６０℃で１０時間撹拌を続けた。

得られた粒子を遠心分離器で濾別し、この粒子を水酸化
ナトリウムの１０％アセトン溶液中に懸濁せしめ、４０
時間還流加熱した。

固型分を濾紙で濾過し、更にアセトン／水−３／１の溶
液で洗浄−濾別の操作を繰返した。

リアクティブ・レッド７４２％ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６
８％アセトン　　　　　　　　　　　　３０％からなる
溶液２００部に対して、濾別して得られれた上記固型粒
子４部を投入した後、２０％水酸化カリウム水溶液を２
０部加えて１０時間撹拌を続けて染色操作を行った。

遠心分離器で粒子を濾別した後、再び着色した粒子をメ
タノール中に懸濁し、遠心分離器で濾別した。このメタ
ノールによる洗浄を繰返した後、真空乾燥器により粒子
を乾燥し、分級器で７ｆｔｍ以上の粒子を除いた。

上記操作により得られれた青色粒子３０部にプロモフニ
ニルーフェニルメタン７０部を加え、ボールミルで１０
時間分散を行い試験用インク組成物を得た。

得られたインク組成物を実施例］と同様に試験したとこ
ろ、画像濃度の高い鮮明な画像が得られた。また水中に
画像を浸しても画像に変化は認められなかった。

実施例３ コーンスターチ　　　　　　　　　　１０部アクリル酸
　　　　　　　　　　　４０部ジエチレングリコールジ
メタアクリル酸２０部 水酸化ナトリウム　　　　　　　　２０部過硫酸カリウ
ム　　　　　　　　　０．２部水　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　１５０部よりなる溶液を０
．６％のソルビタンモノラウレートを溶解したヘキサン
　３００部に十分に撹拌しながら添加し、窒素気流中５
０℃にて３時間の加熱を撹拌しながら行った。

得られた粒子を遠心分離器にて濾別した後、アセトン中
に再懸濁し、再び濾別した。この洗浄操作をアセトン、
８０％メタノール水溶液を用いて繰返した。

リアクティブブラック１７　　　　　３％水　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６７％メタ
ノール　　　　　　　　　　　３０％からなる溶液２０
０部に対して、洗浄、濾別して得られた前記粒子４部を
投入し、２０％の水酸化カリウム溶液２０部を加えて５
時間撹拌を続けて染着操作を行った。実施例１．２と同
様に濾別、洗浄、分級、乾燥を行い着色粒子を得た。

着色粒子２５部にブロモナフタレン７５部を加え、ボー
ルミルで１０時間分散せしめて記録用インク組成物を得
た。得られたインク組成物を用いて実施例１と同様に印
字を行ったところ、画像濃度の高い鮮明な画像が得られ
た。

比較例 実施例３て得られた着色前の粒子８部をベーンツク・ブ
ルー８４部 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　９６部からなる溶液中に２昼夜浸漬し、実施１．２と
同様に洗浄、乾燥、分級して着色された粒子を得た。

着色粒子　　　　　　　　　　　　２５部ブロモナフタ
レン　　　　　　　　７５部をボールミルで分散して試
験用インク組成物を？すた。このインク組成物を実施例
１と同様に試験を行ったところ、電界を印加しても十分
粘度が高くならず、鮮明な画像が得られなかった。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のインク組成物を用いるこ
とによって高濃度で耐水性のある画像が得られるばかり
ではなく、他のインク組成物に比較して電気粘性効果の
大きなインク組成物を与えることができる。特に染色前
の粒子を用いるよりも大きな電気粘性効果を与える傾向
も見られた。この効果を生じせしめる機構は明らかでは
ないが、染着した反応染料に含まれるスルフォン酸、カ
ルボン酸等のイオン性基による効果があるものと推定さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のインク組成物を用いるのに適した
装置の一例の説明図である。 ■・・・ノズル、２・・・電極、３・・・直流電源、４
・・・記録紙、　５・・・インク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 反応性染料で染着され、かつ、誘電分極をする高分子重
   合体粒子が、電気抵抗が１０＾５Ωｃｍ以上の絶縁性液
   体に分散または懸濁していることを特徴とするインク組
   成物。