(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
５ないし33重量部の近赤外線消色型色素と、15ないし60重量部の触媒と、100 重量部の樹脂被膜材料とからなり、前記樹脂被膜材料でもってマイクロカプセル化したことを特徴とする消色性色剤。
【請求項２】
請求項１に記載の消色性色剤において、前記樹脂被膜材料がポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂およびアクリル樹脂からなる群のうちのいずれか１つであることを特徴とする消色性色剤。
【請求項３】
請求項１または２に記載の消色性色剤において、その平均粒径が５ミクロンであることを特徴とする消色性色剤。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の消色性色剤を用いたインパクト式プリンタ用インクリボンのインクであって、10ないし25重量部の消色性色剤に対して、30ないし60重量部の定着剤と、０ないし30重量部の不揮発性液体と、０ないし10重量部の界面活性剤とを加えたことを特徴とするインク。
【請求項５】
請求項４に記載のインクにおいて、定着剤がオレイン酸であり、不揮発性液体が鉱物油あるいは流動性パラフィンであり、界面活性剤がソルビタントリオレートであることを特徴とするインク。
【請求項６】
請求項４または５に記載のインクにおいて、更に１ないし５重量部の多孔質粉体を含むことを特徴とするインク。
【請求項７】
請求項６に記載のインクにおいて、多孔質粉体が珪藻土、炭酸カルシウム、シリカおよび二酸化チタンからなる群のうちのいずれか１つであることを特徴とするインク。
【請求項８】
請求項４から７までのいずれか１項に記載のインクを用いたインパクト式プリンタ用インクリボンであって、該インクを合成樹脂繊維からなる基布に含浸させたことを特徴とするインクリボン。
【請求項９】
請求項８に記載のインクリボンにおいて、基布がポリエステル繊維あるいはナイロン繊維からなることを特徴とするインクリボン。
【請求項１０】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の消色性色剤を用いたインパクト式プリンタ用インクリボンであって、20ないし30重量部の消色性色剤と、50ないし70重量部の揮発性油系溶媒と、１ないし20重量部の多孔質粉体と、１ないし20重量部のバインダーとからなるペースト状インク組成物をリボン状基材に塗布した後に該揮発性油系溶媒を揮発させたことを特徴とするインクリボン。
【請求項１１】
請求項１０に記載のインクリボンにおいて、多孔質粉体が珪藻土、炭酸カルシウム、シリカおよび二酸化チタンからなる群のうちのいずれか１つであり、バインダーが塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂およびパラフィンワックスからなる群のうちのいずれか１つからなることを特徴とするインクリボン。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載のインクリボンにおいて、リボン状基材が合成樹脂材料からなるフィルムであることを特徴とするインクリボン。
【請求項１３】
請求項１０または１１に記載のインクリボンにおいて、リボン状基材がポリエチレンテレフタレート樹脂材料製のフィルムであることを特徴とするインクリボン。
【請求項１４】
請求項１０または１１に記載のインクリボンにおいて、リボン状基材が合成樹脂繊維からなる基布であることを特徴とするインクリボン。
【請求項１５】
請求項１０または１１に記載のインクリボンにおいて、リボン状基材がポリエステル繊維あるいはナイロン繊維からなる基布であることを特徴とするインクリボン。
【請求項１６】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の消色性色剤を用いたインクジェット式プリンタ用水性インクであって、５ないし30重量部の消色性色剤と、58ないし90重量部の水と、５ないし12重量部の保湿剤とからなる水性インク。
【請求項１７】
請求項１６に記載の水性インクにおいて、保湿剤がポリエチレングリコール、ジエチレングリコールおよびグリセリンからなる群のうちのいずれか１つであることを特徴とする水性インク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は近赤外線消色型色素からなる消色性色剤に関し、また該消色性色剤を用いた記録剤であって、種々のプリンタに適合させた記録剤にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、種々のプリンタ、複写機等で使用される記録剤の色素として、近赤外線消色型色素が注目されている。というのは、かかる記録剤で記録された記録紙等の記録媒体は繰返し再利用が可能であり、森林資源の保護に寄与し得るからである。詳述すると、近赤外線消色型色素は例えば特開平４−３６２９３５号公報に開示されているように近赤外線吸収性陽イオン染料−ホウ素陰イオン錯体からなる化合物であり、この化合物は近赤外線照射（波長７００  ｎｍ以上）  によって分解されて透明な物質となるが、しかし可視光線の下では安定した化合物である。したがって、近赤外線消色型色素を種々のプリンタ等で使用される記録剤例えばインクの色素として利用することが可能であり、一方記録紙上の記録剤は近赤外線照射によって分解消色され得るので、該記録紙の再利用が可能となる。
【０００３】
かかる近赤外線消色型色素の分解反応すなわち消色反応は適当な触媒例えばテトラブチルアンモニウムブチルトリフェニルボレートの存在下で促進される。上述の特開平４−３６２９３５号公報では、近赤外線消色型色素と触媒（増感剤）とからなる記録剤としてインクあるいはトナーが提案されており、このような記録剤に含まれた近赤外線消色型色素は近赤外線照射時にかかる触媒のために速やかに分解するので、記録剤の消色処理の迅速化すなわち記録紙の再利用の効率化が図れることになる。なお、特願平５−２６５２５３号（本願と同一出願人）には消色処理を自動的にしかも効率的に達成し得るように構成された消色装置が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近赤外線消色型色素については、通常の色素と同様な態様でインパクト式プリンタ用のインクリボンに利用し得ない点が問題となる。詳述すると、一般的には、インパクト式プリンタ用のインクリボンは色素を油剤中に分散させて基布に含浸させることにより製造されるが、これと同様に近赤外線消色型色素および触媒を油剤中に分散させて基布に含浸させた場合には、近赤外線消色型色素は近赤外線を照射しても瞬時に消色され得ないにも拘わらず、数箇月の長期間に亙って次第に褪色するという点が問題となる。これは油剤分子が近赤外線消色型色素の速やかな消色反応を阻害するが、しかし長期に亙っては油剤分子によって化学変化を引き起こすためと考えられる。また、近赤外線消色型色素をインクジェットプリンタの水性インクに用いる場合には、近赤外線消色型色素が長期間に亙って次第に褪色するということはないが、しかし近赤外線を照射しても瞬時に消色され得ない点が問題となる。これは水分子が近赤外線消色型色素の速やかな消色反応を阻害するためであると考えられる。
【０００５】
したがって、本発明の目的は近赤外線消色型色素をインパクト式プリンタ用のインクリボン、インクジェットプリンタ等の種々のプリンタのインクに用いられる消色型色剤であって、近赤外線の照射時には速やかな消色反応が得られると共に長期間に亙って安定した消色型色剤を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による消色型色剤は近赤外線消色型色素を触媒と共に適当な樹脂被膜材料でもってマイクロカプセル化することにより得られる。
【０００７】
【作用】
以上の記載から明らかなように、本発明によれば、近赤外線消色型色剤は触媒と共に適当な樹脂被覆材料でもってマイクロカプセル化されるので、油剤あるいは水中に分散させても、近赤外線の照射時に近赤外線消色型色剤の消色反応は油剤分子あるいは水分子によって阻害されることはない。また、マイクロカプセル内の近赤外線消色型色剤が油剤分子によって化学変化を引き起こされることもない。
【０００８】
【実施例】
上述したように、近赤外線消色型色素は近赤外線吸収性陽イオン染料−ホウ素陰イオン錯体からなる化合物であり、この化合物は以下のような構造式を持つものである。
【０００９】
【化１】
0003585259.tif 000002
【００１０】
この近赤外線型色素は明るい青色を呈するが、その二重結合の箇所、すなわち“−ＣＨ＝ＣＨ−”の二重結合箇所が近赤外線（波長７００  ｎｍ以上）  の照射によって切り離されて分解されると、その分解生成物は無色で透明な物質となるが、しかし可視光線の下では比較的安定した化合物である。したがって、近赤外線消色型色素を種々のプリンタ等で使用される記録剤例えばインクの色素として利用することが可能であり、一方記録紙上の記録剤は近赤外線照射によって分解消色され得るので、該記録紙の再利用が可能となる。
【００１１】
近赤外線消色型色素の分解反応すなわち消色反応は適当な触媒例えばテトラブチルアンモニウムブチルトリフェニルボレートの存在下で促進され、その一般式は以下のようなものである。
Ｐｈ３Ｂ−  −  ｎＣ４Ｈ９
【００１２】
本発明によれば、約５ないし約３３重量部の近赤外線型色素と約１５ないし約６０重量部の触媒と混ぜ合わされ、次いで適当な樹脂被膜材料例えばポリスチル、ポリエステルおよびアクリル等でもってマイクロカプセル化される。マイクロカプセル化技術自体は周知であり、特に固体粉末のマイクロカプセル化に適したものとしては、物理化学的マイクロカプセル化法例えばコアセルベーション法が知られている。本発明によれば、近赤外線型色素は触媒と共に平均粒度約５μｍ  でマイクロカプセル化され、このときマイクロカプセルすなわち被膜物質は約１００  重量部となるようにされる。すなわち、そのようにマイクロカプセル化された消色性色剤では、約５ないし約３３重量部の近赤外線消色型色素と約１５ないし約６０重量部の触媒とが約１００  重量部の被膜物質（例えば、ポリスチル、ポリエステルおよびアクリル等）でもって包み込まれる。このような組成を持つ消色性色剤は充分な色濃度を持つだけでなく、その消色性および保管性も良好なものとなり、これは実験的に調べられたものである。以下の表１は本発明による消色性色剤の実施例と共に比較例を示すものである。
【００１３】
【表１】
0003585259.tif 000003
【００１４】
表１の「色素濃度」の欄においては、消色性色剤の記録濃度が評価され、評価記号“△”は記録濃度の視認が困難であることを示し、評価記号“○”は記録濃度の視認が充分であることを示し、評価記号“◎”は記録濃度が優れていることを示す。また、「消色性」の欄では、消色性色剤の近赤外線照射時での消色性が評価され、評価記号“△”は消色反応が十分に行われなかったことを示し、評価記号“○”は消色反応が良好に行われたことを示し、評価記号“◎”は消色反応がきわめて良好に行われたことを示す。更に、「保管性」の欄では、消色性色剤を通常の室内で長期間に亙って放置した際にその色素濃度の褪色性が評価され、評価記号“△”は色素濃度の褪色が所定期間内の比較的早い時期に生じたことを示し、評価記号“○”は色素濃度の褪色が所定期間内では殆ど生じなかったことを示し、評価記号“◎”は色素濃度の褪色が所定期間内を大巾に越えても殆ど生じなかったことを示す。
【００１５】
表１の結果から明らかなように、本発明による消色性色剤は全ての面で記録剤としての機能を兼ね備える。しかしながら、比較例１による消色性色剤では、消色性および保管性は優れているが、その記録濃度については不十分なものとなり、また比較例２による消色性色剤では、記録濃度は優れているが、その消色性および保管性については不十分なものとなる。要するに、近赤外線消色型色素を触媒と共にマイクロカプセル化して消色性色剤を得る場合には、約５ないし約３３重量部の近赤外線消色型色素と約１５ないし約６０重量部の触媒とを約１００  重量部の被膜物質でもって包み込むことにより、消色性色剤が記録剤としての機能を持ち得ることが分かる。
【００１６】
上述したような消色性色剤は近赤外線型色素がマイクロカプセルでもって保護されているので、種々のプリタンの記録剤として利用することが可能である。例えば、消色性色剤はインパクト式プリンタ用インクリボンに使用する油性インクの色剤として利用され得る。そのような油性インクの一実施例を以下の表２に示す。
【００１７】
【表２】
0003585259.tif 000004
【００１８】
表２に示したインク組成は色剤としてマイクロカプセル化消色性色剤が用いられている点を除けばインパクト式プリンタ用インクリボンの油性インクとしては代表的なものである。このような油性インクは例えばポリエステル繊維あるいはナイロン繊維からなる基布に含浸させ、その基布はインパクト式プリンタ例えばワイヤドット式プリンタ用のインクリボンとして用いられる。近赤外線消色型色素自体はマイクロカプセル内で保護されているので、オレイン酸、鉱物油等の油剤分子によって褪色されることもなく、また近赤外線の照射時には速やかに消色反応が生じ得る。油性インクに含まれるオレイン酸は記録紙上に記録された消色性色剤の定着剤として機能する。油性インクには鉱物油および界面活性剤は必ずしも必要とされないが、鉱物油および界面活性剤が含まれない場合には、インクリボンの使用回数は数回止まりとなる。すなわち、インクリボンを多数回使用するためには、鉱物油および界面活性剤が含まれなければならない。鉱物油として代表的なものは軽油であり、また鉱物油の代わりに流動パラフィンを用いることもできる。界面活性剤としては、一般的には、ソルビタントリオレートが用いられる。
【００１９】
インクリボンがインパクト式プリンタに使用する際には、かかるインクリボンに油性インクを適宜補給することにより、該インクリボンの寿命を大巾に延ばすことが可能であり、通常はフェルト材に油性インクを保持させて該フェルト材をインクリボンに接触させることによりインク補給が行われる。しかしながら、本発明による油性インクの場合には従来のフェルト材ではインクリボンへのインク補給が行われないことが判明した。すなわち、フェルト材に油性インクを保持させてインクリボンに接触させても油成分だけがインクリボンに補給され、消色性色剤成分はフェルト材に留まってインクリボン側には移行しないことが分かった。そこで、本発明者の研究によれば、インクリボンへの油性インクの補給材としてはポリウレタンフォームが適当であるとことが明らかにされた。詳述すると、ポリウレタンフォームを約５ないし約５０％圧縮したもの適当な容器中に充填して本発明による油性インクを保持させ、一方ポリウレタンフォームを約５５ないし約７０％圧縮したものを該容器内の圧縮ポリウレタンフォーム（圧縮率約５ないし約５０％）に埋め込むと共に該容器から突出させてインクリボンに接触させることにより、インク補給が良好に行われることが分かった。
【００２０】
上述したような油性インクには更に白色多孔質粉体例えば珪藻土、炭酸カルシウム、シリカあるいは二酸化チタン等を約１ないし約５重量部だけ含ませることが好ましい。というのは、油性インクで記録紙上に記録してその後に該油性インク中の消色性色剤を消色処理して該記録紙を再利用するとき、消色性色剤自体は消色されても該油性インクの油剤が変色して残ることがあるが、そのような油剤の変色を白色多孔質粉体によって目立たなくすることができるからである。
【００２１】
次に、上述した消色性色剤を用いたインパクト式プリンタ用インクリボンの別の実施例について説明する。このインクリボンは適当な基材例えば樹脂フィルム好ましくはポリエチレンテレフタレートフィルム上にインク層を塗布したものである。先ず、表３に示すようなペースト状インク組成物が調製される。
【００２２】
【表３】
0003585259.tif 000005
【００２３】
ペースト状インク組成物は樹脂フィルム上に塗布され、次いで揮発性油系溶媒が揮発させられ、これにより該樹脂フィルム上にはインク層が形成され、かくしてインク層を塗布したインクリボンが得られる。このようなインクリボンのインク層内には消色性色剤を取り込んだ多孔質粉体がバインダー剤によって保持され、インパクト式プリンタの印字時にインク層の一部が記録紙上に転写される。すなわち、かかるインクリボンは複数回の印字に耐え得るマルチインクリボンとして使用され得る。なお、表３に示したペースト状インク組成物は色剤としてマイクロカプセル化消色性色剤を使用する点を除けばかかるマルチインクリボンを製造するためのものとして周知のものである。多孔質粉体は例えば珪藻土、炭酸カルシウム、シリカあるいは二酸化チタン等であり、またバインダー剤は塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂あるいはパラフィンワックス等である。上述したように、珪藻土、炭酸カルシウム、シリカあるいは二酸化チタン等の多孔質粉体は白色を有するので、記録紙を消色処理後した際にはバインダー剤による変色を目立たなくする機能を持つ。なお、ペースト状インク組成物は樹脂フィルムだけでなく合成樹脂繊維例えばポリエステル繊維あるいはナイロン繊維等からなる基布であってもよい。
【００２４】
本発明によるマイクロカプセル化消色性色剤は更にインクジェット式プリンタ用水性インクの色剤としても利用され得る。このような水性インクは約５ないし約３０重量部の消色性色剤と、約５８ないし約９０の純水と、約５ないし約１２重量部の保湿剤とからなり得る。保湿剤としては、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコールあるいはグリセリン等が用いられる。
【００２５】
周知のように、インクジェット式プリンタの記録ヘッドには、所定のピッチで配置された複数のインク吐出オリフィスが形成され、各インク吐出オリフィスはインクで満たされたインク室と連通させられ、各インク室の一部は例えばピエゾ振動子によって形成される。ピエゾ振動子に駆動電圧が印加されると、インク室内には圧力波が発生させられ、これによりインク吐出オリフィスからインク滴が飛翔し、これにより記録紙上にドット記録が行われる。
【００２６】
以上に述べたようなインクジェット式プリンタに用いられるインクジェット用水性インクは一般的に次のような特性によって評価される。
【００２７】
インク吐出オリフィスの目詰まり性：
これはインク吐出オリフィス内の水性インクが乾燥して目詰まりを起こす現象である。このような目詰まりが起きると、インク滴は吐出されず、ドット記録は当然行われない。一般的には、目詰まり性の評価として長期目詰まり性が重要であり、インクジェット式プリンタを一旦作動させた後に停止させ、例えば７日間経過した後に記録作動を再開した際にインク吐出オリフィスの目詰まりが発生しているか否かで判断される。なお、インク吐出オリフィスの目詰まりはインクジェット式プリンタの最大の問題点として指摘されており、このためインクジェット式プリンタには一般的にオリフィス吸引器が搭載され、このオリフィス吸引器によってインク吐出オリフィスの目詰まりを解消するようにしている。
【００２８】
滲み性：
これはインク滴でもって記録紙上に所定幅のラインを記録した際にその所定幅からはみ出してインクが滲む現象である。このような滲み量は記録ラインに対するインク滲み領域の面積百分率として判断される。水性インクの滲み量については、記録紙の紙質にも依存するが、通常は５％以内であることが要求される。なお、かかる滲み性を自動的に判断する計測器は市販されている。
【００２９】
一方、消色性色剤を用いた水性インクについては、以上の評価項目の他に、消色性および耐熱性についても評価される。
【００３０】
消色性：
これは水性インクでもって記録紙上に記録した後にそこに近赤外線照射時に記録が速やかにかつ完全に消色したか否かで判断される。
耐熱性：
これは水性インクでもって記録紙上に記録した後に６０度の温度環境下に７２時間放置した際に記録インクがどの程度まで褪色した否かで判断される。
【００３１】
以下の表４は本発明によるインクジェット式プリンタ用水性インクの実施例と共に比較例を示すものである。
【００３２】
【表４】
0003585259.tif 000006
【００３３】
表４から明らかように、実施例１では、水性インクは約５重量部のジエチレングリコールと、約９０重量部の純水と、約５重量部の消色性色剤とからなり、実施例２では、水性インクは約８重量部のジエチレングリコールと、約８２重量部の純水と、約１０重量部の消色性色剤とからなり、実施例３では、約１０重量部のジエチレングリコールと、約７０重量部の純水と、約２０重量部の消色性色剤とからなり、実施例４では、約１２重量部のジエチレングリコールと、約５８重量部の純水と、約３０重量部の消色性色剤とからなる。これら水性インクは上述した特性のそれぞれについて評価を行った。結果は表４に示す通りである。なお、評価記号“◎”は最良の評価であり、評価記号“○”は良の評価であり、評価記号“△”は可の評価であり、評価記号“×”は不可の評価である。実施例１ないし３では、消色性については共に最良であたが、実施例４では、消色性の評価は良であった。耐熱性については、実施例１ないし３では最良であったが、しかし実施例４では良であった。インク吐出オリフィスの目詰まり性については、実施例１では良であり、実施例２ないし４では最良であった。すなわち、実施例１では、インク吐出オリフィスの目詰まりはオリフィス吸引器の２〜３回の操作で解消され、実施例ではインク吐出オリフィスに目詰まりは見られなかった。滲み性については、実施例１ないし３では、１．０５（滲み量５％以下）であり、実施例４では１．０７（滲み量７％）であった。
【００３４】
また、表４には比較例１ないし５も示され、比較例１では、水性インクは約３重量部のジエチレングリコールと、約９３重量部の純水と、約４重量部の消色性色剤とからなり、比較例２では、水性インクは約４重量部のジエチレングリコールと、約９３重量部の純水と、約４．５  重量部の消色性色剤とからなり、比較例３では、水性インクは約１２重量部のジエチレングリコールと、約５３重量部の純水と、約３５重量部の消色性色剤とからなり、比較例４では、水性インクは約１３重量部のジエチレングリコールと、約５６重量部の純水と、約３５重量部の非マイクロカプセル化消色性色剤（すなわち、触媒を含む近赤外線消色型色素）とからなる。比較例１では、消色性、耐熱性および滲み性については問題はないが、インク吐出オリフィスの目詰まり性については不可であった。すなわち、インク吐出オリフィスの目詰まりの解消にはオリフィス吸引器の操作だけでは解消され得ない。比較例２でも、消色性、耐熱性および滲み性については問題はないが、インク吐出オリフィスの目詰まり性については可であった。すなわち、インク吐出オリフィスの目詰まりはオリフィス吸引器の３回以上に亙る操作で解消された。比較例３では、消色性、耐熱性および滲み性（滲み量１５％）については不可であり、インク吐出オリフィスの目詰まり性については最良であった。比較例４では、消色性および耐熱性については可であり、またインク吐出オリフィスの目詰まり性については最良であるが、滲み性（滲み量１０％）については不可であった。比較例４では、インク吐出オリフィスの目詰まり性についてだけ良であるが、消色性、耐熱性および滲み性については不可であった。
【００３５】
図１を参照すると、上述の水性インクを用いるインクジェット式プリンタの好ましい概略構成が示され、このインクジェット式プリンタのハウジング１０内には記録ヘッド１２および近赤外線照射ランプ１４が記録紙搬送路１６に沿って配置され、記録紙搬送通路１５は一対の記録紙導入ローラ１８と、一対の記録紙搬送ローラ２０と、一対の記録紙搬出ローラ２２とによって規定される。近赤外線照射ランプ１４としては、例えば８００  ナノメータ程度の近赤外線を発する４００  ワットのハロゲンランプが用いられ、このハロゲンランプは記録紙搬送路１６に対して約５ｃｍ程度離されて配置される。記録作動時、記録紙は一対の記録紙導入ローラ１８によってプリンタ内に導入される。記録紙が白紙すなわちバージン紙であるときには、ハロゲンランプ１４は点灯されずに、該記録紙は記録ヘッド１２によって印字された後に一対の記録紙搬出ローラ２２によって排出される。記録紙上に消色型インクでもって記録されているときには、ハロゲンランプ１２が点灯され、該記録紙がハロゲンランプ１２の箇所を通過するとき、該記録紙上の記録は消色される。次いで、その消色面に記録ヘッド１２によって印字される。なお、図１では、インクジェット式プリンタについて述べたが、その他のタイプのプリンタでも同様に近赤外線照射ランプを組み込むことができる。すなわち、記録ヘッド１２は例えばワイヤドット印字ヘッドであってもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上の記載から明らかなように、本発明によれば、近赤外線消色型色素を触媒と共にマイクロカプセル化した消色性色剤は該色素の消色性を損ねることなく種々の記録装置のインク原料として用いることが可能である。かくして、森林資源の保護に寄与するだけでなく事務経費の用紙コストの逓減化をも達成し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による消色性色剤から得られる水性インクを使用するインクジェット式プリンタの概略図である。
【符号の説明】
１０…ハウジング
１２…記録ヘッド
１４…近赤外線照射ランプ
１６…記録紙搬送路
１８…記録紙導入ローラ
２０…記録紙搬送ローラ
２２…記録紙搬出ローラ
【図１】
0003585259.tif 000007