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発明の名称 インク廃液吸収体及びその製法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−105630(P2001−105630A)
公開日 平成13年4月17日(2001.4.17)
出願番号 特願2000−217281(P2000−217281)
出願日 平成12年7月18日(2000.7.18)
代理人 【識別番号】100079304
【弁理士】
【氏名又は名称】小島 隆司 (外1名)
発明者 勝又 禎宏 / 木下 英也
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 ポリオール、イソシアネート、触媒、発泡剤を含む発泡原料を用いて製造した軟質ポリウレタンフォームに、界面活性剤を含浸処理したことを特徴とするインク廃液吸収体。
【請求項2】 軟質ポリウレタンフォームが非圧縮フォームである請求項1記載の廃液吸収体。
【請求項3】 軟質ポリウレタンフォームが圧縮フォームである請求項1記載の廃液吸収体。
【請求項4】 界面活性剤がコハク酸ナトリウム変性物である請求項1乃至3のいずれか1項記載の廃液吸収体。
【請求項5】 コハク酸ナトリウム変性物を1〜500,000g/m3含有した請求項4記載の廃液吸収体。
【請求項6】 コハク酸ナトリウム変性物を1,000〜20,000g/m3含有した請求項5記載の廃液吸収体。
【請求項7】 ポリオール、イソシアネート、触媒、発泡剤を含む発泡原料を用いて軟質ポリウレタンフォームを得、界面活性剤を分散した水中に上記軟質ポリウレタンフォームを浸漬し、水を絞った後に乾燥して軟質ポリウレタンフォームの表面に界面活性剤を付着させたことを特徴とするインク廃液吸収体の製法。
【請求項8】 界面活性剤を付着させた軟質ポリウレタンフォームを更に圧縮成型するようにした請求項7記載の製法。
【請求項9】 上記軟質ポリウレタンフォームを圧縮成型することにより得られた軟質ポリウレタンフォームの圧縮体を界面活性剤の分散した水中に浸漬するようにした請求項7記載の製法。
【請求項10】 界面活性剤がコハク酸ナトリウム変性物である請求項7、8又は9記載の製法。
【請求項11】 コハク酸ナトリウム変性物を1〜500,000g/m3含有した請求項10記載の製法。
【請求項12】 コハク酸ナトリウム変性物を1,000〜20,000g/m3含有した請求項11記載の製法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、顔料や染料インクの吸収性を向上したインク廃液吸収体及びその製法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、パソコンの普及に伴ないプリンターも多くの機種が提供されている。そして、これらのプリンターは近年になりワイヤドット方式やインクリボン方式からレーザー方式やインクジェット方式に移行しており、特にインクジェット方式はレーザー方式に比べて安価であり、広く採用されている。かかるインクジェット方式のプリンターには、従来染料インクが広く用いられていたが、近年のカラープリンター化に伴い、顔料インクが用いられるようになってきた。
【0003】この場合、インクジェット方式のプリンターでは、プリンターヘッドのクリーニング等により、余分なインクはプリンター内にためこまれるが、これが流れ出してプリンターヘッド近くを汚してしまうことがある。このため、余分なインクを吸収するインク吸収材がプリンターヘッドに対応して敷き詰められている。
【0004】このインク吸収材は、当初はパルプや繊維質の不織布であったが、羽毛立ちにより繊維がプリンター内に飛散するため、近年では軟質ポリウレタンフォームシートが広く用いられている。また、インクが染料インクから顔料インクに変わりつつあるため、この軟質ポリウレタンフォームシートもインクの吸収性に改良が重ねられている。特に顔料インクは微細なカーボン等の粒子をもって顔料が分散状態で使用されることから、染料インクに比べて吸収性が異なることは否めない。特にインク吸収材に対しては、このカーボン等の粒子が目詰まりを起こし、従来のインク吸収材では十分な吸収性能が発揮されないケースが多い。
【0005】そして、プリンターの小型化及び軽量化から、プリンターヘッドに直接対応する位置にこのインク吸収材を敷き詰めることが難しいことも多くなっており、このため、プリンターヘッドとはやや別の位置に本来のインク吸収材を敷き詰め、プリンターヘッドとの間をインクの通り道となる吸収性のよい材料(導通材)を橋架けする方法が採られていることもある。しかし、更に性能の向上したインク廃液吸収体(導通材、吸収材)が望まれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情を改善したもので、染料インクや顔料インクに対して吸収性のよいインク廃液吸収体及びその製法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本発明の第1の要旨は、ポリオール、イソシアネート、触媒、発泡剤を含む発泡原料を用いて製造した軟質ポリウレタンフォームに、界面活性剤を含浸処理したことを特徴とするインクの吸収性に優れたインク廃液吸収体であり、好ましくは、界面活性剤がコハク酸ナトリウム変性物である。
【0008】本発明の第2の要旨は、ポリオール、イソシアネート、触媒、発泡剤を含む発泡原料を用いて軟質ポリウレタンフォームを得、必要により圧縮成型した後、界面活性剤を分散した水中に上記軟質ポリウレタンフォーム又はその圧縮体を浸漬し、水を絞った後に乾燥して軟質ポリウレタンフォーム又はその圧縮体の表面に界面活性剤を付着させたことを特徴とするインクの吸収性に優れたインク廃液吸収体の製法にかかるものである。
【0009】ここで、インク廃液吸収体は、特にプリンターヘッドに対応するインク導通材又はインク吸収材、このインク導通材に接触させるインク吸収体のどのような形態においても適用される。
【0010】本発明のインク廃液吸収体は、インク、特に顔料インクの吸収性に優れ、現行品のパルプやフェルトの吸収性と同等以上であり、高吸水フォーム以上の性能を与える。即ち、高吸水フォームとして軟質ポリウレタンフォームを熱プレスして毛細管現象による吸収性を向上させた吸収材があるが、これを顔料インクの吸収にそのまま用いた場合には、顔料成分中のカーボンなどの粒子による目詰まりを生じてしまい、吸収性能が極端に劣ることとなる。
【0011】このため、顔料インクを速やかに吸収、保持する性能が要求され、しかも上記したような吸収材との橋架材として用いられる導通材にあっては、吸収材よりも毛細管効果が小さく、乾燥時(不使用時)にインクの目詰まりや吸収不良を発生させない性能を備えていなくてはならないが、本発明は顔料インクの吸収性を改良するために界面活性剤を含浸処理することで、顔料インクの吸収性を改良したものである。
【0012】以下、本発明につき更に詳しく説明する。本発明において、インク廃液吸収体の形成に用いられる軟質ポリウレタンフォームは、ポリオール、イソシアネート、触媒、発泡剤を含む発泡原料を用いて製造される。
【0013】この場合、好ましいポリオールは、官能基数が2以上の活性水素含有化合物にエチレンオキサイド以外のアルキレンオキサイドとエチレンオキサイドを付加したポリ(オキシエチレン−オキシアルキレン)ポリエーテルポリオールである。ここで、アルキレンオキサイド成分としては、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド等が例示される。上記ポリオールを製造する際に使用する活性水素含有化合物は、例えばポリアルコール類、ポリアミン類等であり、ポリアルコール類を例示すれば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、蔗糖等がある。
【0014】なお、本発明で用いられるポリオールとして、親水性を有する有機酸金属塩及び/又はその重合体含有ポリオールをポリオールの一部として用いることもでき、有機酸のカリウム、マグネシウム、スズ、銅、リチウム、銀等が有効であり、好ましくはカリウム、ナトリウムである。かかるポリオールは、通常の軟質ポリウレタンフォームの製造に使用されるポリオールとブレンドして使用される。
【0015】ポリオールと反応させるために用いる有機イソシアネートは特に限定はなく、例えばトルエンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジイソシアネート等がある。これらの中で、トルエンジイソシアネートの2,4−/2,6−異性体比が80/20或いは65/35のものが経済性の点から好ましく、ポリオールやその他の活性水素を有する化合物の全量に対する有機イソシアネートの使用量、即ちイソシアネート指数は80〜130の範囲であるが、100〜110の範囲が好ましい。
【0016】また、触媒としては、例えば有機スズ化合物触媒、アミン系触媒等がある。有機スズ化合物触媒としては、スタナスオクトエート、スタナスオレエート、ジブチルジスズラウレート、ジブチルスズジ−2−エチルヘキソエート、ジブチルスズジアセテート等がある。一方、アミン系触媒としても、一般によく用いられるアミン系触媒、例えばトリエチルアミン、トリエチレンジアミン、N−エチルモルフォリン、ジメチルエタノールアミン、ジメチルベンジルアミン、1,8−ジアザビシクロ(5・4・0)ウンデセン−7及びそのフェノール塩、トリエチレンジアミンの蟻酸塩等をそのまま使用することができる。これらの触媒は単独或いは2種以上を混合して使用する。なお、アミン系触媒としては、通常、軟質ポリウレタンフォーム発泡に使用されるアミン系触媒が用いられるが、溶出等が問題となる用途には反応性を有するアミン系触媒の使用が好ましい。触媒の使用量は特に限定されず広範囲に変えることができるが、通常ポリオール100重量部に対して0.005〜2重量部の範囲である。
【0017】更に、整泡剤についても、通常、軟質ポリウレタンフォーム発泡に使用されるシリコーン系等の整泡剤が使用されるが、溶出等が問題となる用途には、やはり反応性を有する整泡剤の使用が好ましい。その使用量は、ポリオール100重量部に対して0.1〜3.0重量部の範囲で使用することができるが、0.5〜2.0重量部が特に好ましい。
【0018】発泡剤としては、水或いはメチレンクロライド、低沸点を有する揮発性液体が用いられる。
【0019】なお、上述した配合成分以外に、発泡体に要求される性能に応じて、充填剤、帯電防止剤、着色剤、及び難燃剤等を本発明の目的を逸脱しない限り添加することができる。
【0020】また、用途により、高硬度のものが望まれる場合には、架橋材等を配合できることは勿論である。
【0021】上記発泡原料を用いて軟質ポリウレタンフォームを製造する方法は常法が採用されるが、得られる軟質ポリウレタンフォームは、密度が0.005〜0.150g/cm3、特に0.01〜0.05g/cm3であることが好ましく、またセル数は40〜150個/25mm、特に60〜150個/25mmであることが好ましい。この場合、軟質ポリウレタンフォームを圧縮して用いる際は、セル数が20〜150個/25mm、特に40〜150個/25mm、更に好ましくは40〜100個/25mmであることが好ましい。
【0022】本発明においては、上記軟質ポリウレタンフォームを圧縮しないでそのまま(非圧縮フォーム)、又は圧縮して(圧縮フォーム)、界面活性剤を付着させる。
【0023】ここで、界面活性剤としては、エチレンオキシド、高級脂肪酸アルカリ塩、アルキルスルホン酸塩等の陰イオン活性剤、高級アミンハロゲン酸塩、第四アンモニウム塩等の陽イオン活性剤、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル等の非イオン活性剤、アミノ酸等の両性界面活性剤のいずれもが用いられる。これらの中では、特にコハク酸ナトリウム変性物が効果の点で好適に用いられる。この場合、コハク酸ナトリウム変性物としては、下記式で示されるコハク酸のジアルキルエステルスルホン酸ソーダが好適に用いられる。
【0024】
【化1】

(但し、Rはアルキル基又はアラルキル基であり、炭素数1〜18のものが挙げられる。)
【0025】具体的にエステルとしては、ジ−n−アミル、ジ−n−ヘキシル、ジ−n−ヘプチル、ジ−n−オクチル、ジ−n−ノニル、モノエチルモノドデシル、モノブチルモノドデシル、モノ−2−エチルヘキシル−モノ−1−メチルベンジル、モノ−2−エチルヘキシル−モノ−1−メチル−4−エチルヘキシル、ジ−1−メチルブチル、ジ−2−メチルブチル、ジ−イソアミル、ジ−1,3−ジメチルブチル、ジ−1−メチルアミル、ジ−ジメチルアミル、ジ−1−イソプロピルイソブチル、ジ−1−プロピルブチル、ジ−1−メチルヘキシル、ジ−2−エチルヘキシル、ジ−1−メチルヘプチル、ジ−1−ブチルアミル、ジ−1−イソブチル−3−メチルブチル、ジ−1−メチル−4−エチルヘキシル、ジ−1−メチル−4−エチルオクチル等が挙げられる。
【0026】かかる界面活性剤はできれば水溶性のものがよく、これはフォームを含浸した後に乾燥するだけでよいからである。なお、界面活性剤の含浸量は、要求される性能によっても異なるが、例えばコハク酸ナトリウム変性物の場合にあっては、1〜500,000g/m3、好ましくは1〜100,000g/m3、更に好ましくは1,000〜20,000g/m3程度である。
【0027】界面活性剤の付着方法としては、界面活性剤を分散乃至溶解した水中に非圧縮フォーム又は圧縮フォームを浸漬し、これを取り出し、水を絞った後に乾燥する方法が好適に採用される。
【0028】軟質ポリウレタンフォームは、上述したように非圧縮のものを用いても圧縮したものを用いてもよいが、その圧縮率は1〜20倍とすることができる。ここで、圧縮率1倍とは、非圧縮状態のものであり、従って圧縮フォームとしては、非圧縮フォームをわずかに圧縮したものであってもよいが、通常は2〜20倍、より好ましくは5〜10倍、更に好ましくは8〜10倍に圧縮したものが用いられる。なお、圧縮方法に限定はないが、通常、熱プレス法が採用され、150〜240℃程度の熱板を用いて所定倍率に圧縮し、この圧縮倍率に固定する方法が採用できる。熱プレス時間は特に制限されないが、例えば2〜20分程度とすることができる。
【0029】なお、本発明のインク廃液吸収体を特にインク導通材と接触させるなどしてインク吸収材として使用する場合、互いに通気度の異なる複数層をインク吸収側からインク吸収能を増すと共に、インク吸収側から遠ざかるにつれてインク保持能を増すように、即ちインク吸収側を通気度の大きいものとし、順次通気度が小さくなるように積層したものを用いることが好ましい。例えば、インク吸収側を非圧縮フォームとし、反対側を圧縮フォームとしたり、インク吸収側から順次圧縮倍率が高くなるように積層することができる。
【0030】このように複数層構成にする手段としては、互いに圧縮倍率及び/又はセル数が異なるものを2〜6層、特に3〜5層程度積層する方法が採用される。また、フォームを熱圧縮するに際し、フォームの片面のみに熱板を当てて圧縮させるようにしてもよい。
【0031】
【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記例で部は質量部を示す。
【0032】[実施例、比較例I]
(フォームの製造)ここで用いた軟質ポリウレタンフォームの製造配合及び従来より吸収材として用いられている吸収材ポリウレタンフォームの製造配合は、ポリオール(V3030・株式会社ダウ製)・100部、TDI80(日本ポリウレタン社製)・50部、水・4部、アミン系触媒(DABCO−33LV・三井エアプロダクツ製)・0.3部、スズ触媒(スタナスオクトエート・日東化成社製)・0.3部、シリコーン整泡剤(L−520・日本ユニカ社製)・1部であり、ワンショット法で軟質ポリウレタンフォームを得た。得られたフォームは、密度(JIS−K6400)が0.020g/cm3であり、セル数は55であった。
【0033】次に、得られたフォーム(10mm×100mm×100mm)をジ−(ノルマルオクチル)スルホコハク酸ナトリウムを溶解した水に浸漬し、これを取り出し、水を絞った後、加熱乾燥した(実施例)。ジ−(ノルマルオクチル)スルホコハク酸ナトリウムの付着量は3,000g/m3であった。
【0034】(吸収テスト)ジ−(ノルマルオクチル)スルホコハク酸ナトリウムを含浸した実施例のフォームと、未処理フォーム(比較例)との吸収テストを行った。
(1)テスト片上に顔料インクを0.1cc滴下し、この吸い込み速度(秒)を測定した。測定の結果、本発明のフォームにあっては1秒以内に吸収したが、比較例のフォームにあっては60秒以上の時間を要した。
(2)テスト片上に顔料インクを0.1cc滴下し、これを10回繰り返した後の吸い込み速度(秒)を測定した。本発明のフォームは1秒以内に吸収したが、比較例のフォームにあっては60秒以上の時間を要した。
【0035】(吸収状態)
(3)吸収状態を調べたところ、本発明のフォームにあってはインクの滴下位置より円柱状にテスト片の底に至るまで垂直に吸収しており、顔料インクの目詰まりは見られない。一方、比較例のフォームにあっては、表面に目詰まり層が見られ、インク滴下点が広がって底まで均一に達していない。このことはインクの素早い吸収性に劣り、かつ他の吸収保持材への橋架材としては好ましくない結果となった。
【0036】[実施例、比較例II]上で得られたフォーム(50mm×100mm×100mm)を200℃の熱板で300秒間熱プレスし、5倍プレス品(圧縮率5倍、10mm×100mm×100mm)を得た。この圧縮フォームに上記実施例Iと同様にしてジ−(ノルマルオクチル)スルホコハク酸ナトリウムを含浸処理し、ジ−(ノルマルオクチル)スルホコハク酸ナトリウムを3,000g/m3付着させた(実施例)。
【0037】得られた実施例の圧縮フォームと、未処理の圧縮フォーム(比較例)との吸収テストを行った。
(1)テスト片上に顔料インクを0.1cc滴下し、この吸い込み速度(秒)を測定した。測定の結果、本発明のフォームにあっては1秒以内に吸収したが、比較例のフォームにあっては20秒の時間を要した。
(2)テスト片上に顔料インクを0.1cc滴下し、これを10回繰り返した後の吸い込み速度(秒)を測定した。本発明のフォームは1秒以内に吸収したが、比較例のフォームにあっては15秒の時間を要した。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、均質で精確なインク吸収性の高いインク廃液吸収体が得られるものであり、プリンター内のセット部位の形状は複雑であっても形状に即してカットして使用することができ、安価なプリンターインク廃液吸収体を提供できることとなったものである。そして、インク廃液吸収体はポリウレタンフォームであるため、フェルトのように毛羽立ちの現象がなく、また毛羽等の落ちもなくプリンターの機能に悪影響を与えないという特徴がある。




 

 


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