JPH07286056A

JPH07286056A - インク保持体

Info

Publication number: JPH07286056A
Application number: JP10233694A
Authority: JP
Inventors: Takashi Horinouchi; 隆司堀之内
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 1994-04-15
Filing date: 1994-04-15
Publication date: 1995-10-31
Anticipated expiration: 2019-07-28
Also published as: JP3548227B2

Abstract

(57)【要約】【目的】インクジェット方式のプリンタ等に使用され
る、ポリウレタンフォームからなるインク保持体であっ
て、インク保持体を収納容器中へ充填する際の作業性及
びインク保持能力等に優れ、且つ経時的なインクの表面
張力の低下が抑えられ、良好な印字品質が長期間維持さ
れるインク保持体を提供する。【構成】水酸基価８０及び４６０のポリエーテルポリ
オールをそれぞれ８５重量部並びに１５重量部、１重量
％水溶液の表面張力が３１ｄｙｎｅ／ｃｍの整泡剤を
１．０重量部、その他発泡剤及び触媒からなるポリオー
ル成分と、ＴＤＩとを反応させて（イソシアネートイン
デックス＝１１０）得られるポリウレタンフォームを、
網状化処理して三次元網目構造のフォームを得、このフ
ォームを使用してインク保持体を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリウレタンフォーム
（以下、単にフォームということもある。）、特に網状
化処理したフォームからなるインク保持体に関する。本
発明のインク保持体は、インクジェット方式のプリンタ
などの印字ヘッドに供給されるインクを保持するための
インク保持体等として利用できる。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット方式のプリンタ、複写機
及びファクシミリ等ではインクの供給を円滑にするた
め、ポリウレタンフォームからなるインク保持体を熱可
塑性樹脂製のインク収納容器の内部に充填したものが使
用されている（特開平５−３８８１６号公報）。ポリウ
レタンフォームは、特に網状化処理によりセル膜が除去
されて三次元網目構造とされた場合は、インクを保持で
きる空孔部分の容積が大きく、且つ圧縮永久歪が小さい
ため、他の多孔質材料に比べてインク保持能に優れると
ともに、インク収納容器中でその形状を維持する能力に
も優れる。そのため長期間使用してもフォームの収縮、
変形等により容器中に空隙を生ずることが少なく、必要
時に必要量のインクが供給される。

【０００３】しかし、エステル系フォームのようにイン
クによって分解し易いフォームの場合、分解物によりイ
ンクが変質したり、インクの表面張力が低下し、印字が
にじんでしまう等の問題があり、また、分解物によって
インク供給口が塞がってしまうという不具合を生ずるこ
ともある。一方、エーテル系フォームはインクによる分
解はし難いものの、未反応成分がインク中に溶出するこ
とがあり、上記と同様インクの表面張力が低下し、印字
がにじむという問題がある。また、インク保持体を容器
内に充填する際には、フォームが適度な硬さと柔軟性を
有する必要があり、且つ充填後はその形状が維持され、
容器内に空隙を生ずることのないものが望ましい。しか
し、従来多用されている軟質フォームは、柔軟に過ぎ充
填時の作業性に劣るとともに、形状維持の点においても
更なる改良が必要である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
インク保持体の問題点を解決し、長期間使用後も印字品
質の低下が少なく、また、有効な網状化処理がなされる
ことにより、収納容器中へ容易に充填できる適度な硬さ
と柔軟性を有するとともに、良好なインクの保持能力が
長期間維持され得るインク保持体を提供することを課題
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、インク保持
体との長期間の接触により、インクの表面張力が低下す
ることが印字品質低下の原因であること、及びインク保
持体用のフォーム原料中、その表面張力に大きく影響す
る成分の一つが整泡剤であることに着目し、原料中に表
面張力の高い整泡剤を配合する等の手段により、フォー
ム原料の溶出によるインクの表面張力の低下を抑え、印
字のにじみ等を生ずることのない優れた性能のインク保
持体を構成し得るフォームとすることができたものであ
る。

【０００６】第１発明のインク保持体は、ポリイソシア
ネートと、少なくともポリエーテルポリオールと整泡剤
を含むポリオール成分と、を反応させて得られるポリウ
レタンフォームからなるインク保持体において、上記ポ
リウレタンフォームを下記の条件により水中に浸漬した
後の、該水の表面張力が５７ｄｙｎｅ／ｃｍ以上である
ことを特徴とする。浸漬条件：ポリウレタンフォームに対する水の重量比；
４０、水温；７０℃、浸漬時間；６日間、使用した水の
初期表面張力；７０．５ｄｙｎｅ／ｃｍ尚、表面張力は、協和界面科学社製の「ＣＢＶＰ式表面
張力計」によって測定した。また、第２発明は、上記水
の表面張力が６０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上であることを特徴
とする。

【０００７】更に、第３発明は、上記ポリエーテルポリ
オールの水酸基価は６０〜２００であり、上記整泡剤
は、その１重量％水溶液の表面張力が２５〜４５ｄｙｎ
ｅ／ｃｍであることを特徴とする。

【０００８】上記「整泡剤」としては、通常ポリウレタ
ンフォームの製造に使用される界面活性剤が用いられ、
ポリジメチルシロキサンとエチレンオキサイド／プロピ
レンオキサイド共重合体からの水溶性ポリエーテルシロ
キサン等を使用できる。特にその１重量％水溶液の表面
張力が、第３発明のように２５〜４５ｄｙｎｅ／ｃｍの
ものが好ましく、整泡剤の表面張力が上記特定の範囲で
あれば、インクの表面張力の低下が十分防止される。
尚、表面張力が４５ｄｙｎｅ／ｃｍを越える整泡剤は通
常ポリウレタンフォームの技術分野では使用されない。
本発明では整泡剤はポリエーテルポリオール１００重量
部に対して０．５〜２．０重量部配合することが好まし
く、この配合量の範囲であれば、インクの表面張力低下
防止の十分な効果が得られる。

【０００９】上記「ポリエーテルポリオール」（以下、
ポリオールという。）としては、例えばプロピレングリ
コール、ジ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、ペンタエリスリトール、ソルビトー
ル、ショ糖、サッカロール、エチレンジアミン等の脂肪
族アミン、トリレンジアミン等の芳香族アミンなどの活
性水素化合物に、エチレンオキサイド、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の
オキサイド物を付加重合させたもの、またこの種のポリ
エーテルにアクリロニトリル、スチレン等をグラフト重
合させたいわゆるポリマーポリオール等が挙げられる。

【００１０】これらポリオールの水酸基価は第３発明の
ように３０〜２００の範囲が好ましく、また、これらを
使用すれば、インク成分がアルカリ性であっても酸性で
あってもインク保持体が劣化する心配が少ない。尚、上
記ポリオールは１種或いは２種以上を混合して用いるこ
とができ、２種以上を併用する場合は、その平均水酸基
価が上記範囲内であればよく、それぞれのポリオールの
水酸基価が上記範囲を外れたものが含まれていてもよ
い。

【００１１】上記「ポリイソシアネート」としては、芳
香族系のＴＤＩ、ＭＤＩ、ポリメリックＭＤＩ、ＮＤ
Ｉ、ＰＰＤＩ、ＸＤＩ、ＴＭＸＤＩ或いは脂肪族系のＨ
ＤＩ、Ｈ１２ＭＤＩ、ＩＰＤＩ、ＬＤＩ、ＩＰＣ、水添
ＸＤＩ、ＣＨＤＩ、ＴＯＤＩ、及びそれらの変性体等を
用いることができる。このうち、ＴＤＩ、ＭＤＩ及びそ
れらの変性体の使用が適している。

【００１２】上記「ポリウレタンフォーム」を製造する
ための上記主成分以外の配合原料としては、アミン系等
触媒の他、公知のポリウレタン用可塑剤（例えば、ＤＯ
Ｐ、ＤＢＰ、ＴＯＰ等）、発泡剤（水、ＨＣＦＣ、空
気、窒素、ペンタン、塩化メチレン、ニトロアルカン、
蟻酸等）、難燃剤（ＴＣＰＰ等の燐系ハロゲン化物等公
知のもの）を使用でき、更に、分散剤、セルオープン剤
（ポリエーテルシロキサン、スルホン化リシノール酸ナ
トリウム等公知のもの）等を使用できる。フォーム原料
のイソシアネート基／水酸基（当量比）（イソシアネー
トインデックス）は、通常のポリウレタンフォームのイ
ソシアネート指数の中で高めの１００〜１２０、特に１
５０程度までとすることができる。

【００１３】本発明のインク保持体を構成するフォーム
は、第４発明のように網状化処理をすることによりその
セル膜が除去されているものが好ましく、特に第５発明
のように半硬質フォームの場合にはこの処理が重要とな
る。網状化処理としては、アルカリ水溶液に浸漬する化
学的方法及び圧力容器中に熱溶融性フォームを収容し、
水素と酸素等の爆発性ガスに点火することによって瞬間
的にセル膜を除去する物理的方法とがある。通常は後者
により処理がなされ、この網状化処理によって、セル膜
が除去された三次元網目構造のフォームとなり、インク
を保持する素材として好適なものとなる。

【００１４】

【作用】インクジェット方式のプリンタ等の印字品質低
下の理由の一つとして、インクの表面張力の低下が挙げ
られる。本発明では、インク保持体素材としてポリウレ
タンフォームを使用し、このフォームを特定の条件下、
水と接触させた後の水の表面張力が一定値以上であれ
ば、印字品質の低下が少ないことを見出したものであ
る。本発明において、フォーム原料に高い表面張力の整
泡剤を使用し、網状化処理に適した構造のフォームとす
ることにより、得られるインク保持体を長期間使用後も
印字のにじみ等の問題が生じ難い理由は明らかではない
が、フォーム原料中の未反応のポリオール或いは整泡剤
等がインク中へ溶出したとしても、高い表面張力の整泡
剤によりインクの表面張力の低下が抑えられるのが一つ
の理由ではないかと考えられる。

【００１５】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 (1) フォーム原料の配合表１に実施例及び比較例に用いたフォーム原料の配合成
分並びに配合量を示す。以下に配合成分を具体的に記載
する。尚、表１中の数値はポリオール成分を１００重量
部とした場合の重量部を表す。

【００１６】ポリオール a) 三洋化成工業社製、商品名「ＧＰ３０００」（水酸
基価：５６） b) 三洋化成工業社製、商品名「ＦＡ３１１−５０」
（水酸基価：４８） c) 武田薬品工業社製、商品名「Ｌ２７」（水酸基価：
５８） d) 三菱化成ダウ社製、商品名「Ｖ３９４０」（水酸基
価：３０） e) シェルジャパン社製、商品名「ＳＰ５０−０１」
（水酸基価：５０） f) 武田薬品工業社製、商品名「ＧＳ１８Ａ」（水酸基
価：８０） g) 武田薬品工業社製、商品名「ＧＳ１８Ｂ」（水酸基
価：４６０） h) 武田薬品工業社製、商品名「ＧＳ１９」（水酸基
価：１７０）

【００１７】整泡剤 a) 日本ユニカー社製、商品名「Ｌ５４０」（１％水溶
液の表面張力：２１ｄｙｎｅ／ｃｍ） b) 日本ユニカー社製、商品名「Ｌ１６５６」（１％水
溶液の表面張力：２１ｄｙｎｅ／ｃｍ） c) 信越化学工業社製、商品名「Ｆ１１２」（１％水溶
液の表面張力：２９ｄｙｎｅ／ｃｍ） d) 信越化学工業社製、商品名「Ｆ１１４」（１％水溶
液の表面張力：３１ｄｙｎｅ／ｃｍ） e) 信越化学工業社製、商品名「Ｆ３４２」（１％水溶
液の表面張力：４２ｄｙｎｅ／ｃｍ）

【００１８】その他成分 a) 発泡剤：水 b) アミン系触媒３３％トリエチレンジアミン／ジプロピレングリコー
ル、三共エアプロダクト社製、商品名「ＤＡＢＣＯ３３
−ＬＶ」 c) スズ系触媒オクチル酸スズ、Ｍ＆Ｔ社製、商品名「Ｔ−９」ポリイソシアネート２，４−ＴＤＩ、日本ポリウレタン社製、商品名「ＴＤ
Ｉ−８０」

【００１９】

【表１】

【００２０】(2) 網状化処理上記(1) の配合により得られたフォームを３０×３０×
３０ｃｍの大きさにカットした後、密閉容器内に封入
し、容器内を酸素と水素との比率が１：２、圧力が９．
８×１０⁴Ｐａの混合気体で置換し、発火させることに
より網状化処理を行った。網状化の程度は、充填する気
体の圧力（〜２．９×１０⁵Ｐａ）によって調整するこ
とができる。上記のようにして得られた三次元網目構造
を有するポリウレタンフォーム５ｇを温度７０℃、重量
２００ｇの水中に６日間浸漬した後の水の表面張力の変
化を測定した。表面張力の測定方法は前記の通りであ
る。尚、使用した水の初期表面張力は７０．５ｄｙｎｅ
／ｃｍであった。

【００２１】更に、各実施例及び比較例１のフォーム
を、インクジェット方式のプリンタのインク保持体収納
容器へ直接圧縮充填し、６０℃に設定された恒温槽中に
１ケ月静置した後プリンタに取り付け、印字して、にじ
みの発生の有無を確認した。上記の表面張力及び印字の
にじみの有無を表１に併記する。尚、表１中、印字品質
の項の○は実質的ににじみが発生しない、△はややにじ
みが発生するが許容範囲内である、×はにじみの発生に
よりインク保持体として使用不可であることを表す。

【００２２】表１の結果によれば、表面張力の測定結果
が５６ｄｙｎｅ／ｃｍの比較例１では、印字品質が×で
あり使用不可であるが、それ以外の各実施例では、表面
張力が５７〜６４ｄｙｎｅ／ｃｍ、印字品質が△又は○
でインク保持体として使用可能であることが分かる。特
に整泡剤の表面張力が３１ｄｙｎｅ／ｃｍである実施例
４では、フォームの表面張力が６１ｄｙｎｅ／ｃｍと高
く、印字品質も優れている。更に、整泡剤の表面張力が
３１ｄｙｎｅ／ｃｍ以上であって、且つ使用したポリオ
ールの水酸基価が８０以上である実施例６及び７では、
表面張力がそれぞれ６３並びに６４ｄｙｎｅ／ｃｍと非
常に高く、印字品質も優れたものであることが分かる。
尚、本発明においては、前記具体的実施例に示すものに
限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変
更した実施例とすることができる。

【００２３】

【発明の効果】第１発明の、特定の測定条件下における
水の表面張力の低下が少ないポリウレタンフォームを使
用したインク保持体では、インクの表面張力が高めに保
たれ、長期間使用後も印字品質が低下し難い。特に第２
発明のように水の表面張力が６０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上に
保たれるフォームを使用すれば、より良好な印字品質が
維持される。また、第３発明のインク保持体は、特定の
高い表面張力を有する整泡剤を使用することにより、長
期間使用後も良好なインク保持能力が保たれる。更に、
第４発明のように、網状化処理することにより更に優れ
た性能のインク保持体を得ることができ、第５発明の半
硬質フォームは、インク保持体として好適な圧硬度等を
有し、容器中への充填時の作業性及びインク保持能力等
に優れたフォームである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリイソシアネートと、少なくともポリ
エーテルポリオールと整泡剤を含むポリオール成分と、
を反応させて得られるポリウレタンフォームからなるイ
ンク保持体において、上記ポリウレタンフォームを下記の条件により水中に浸
漬した後の、該水の表面張力が５７ｄｙｎｅ／ｃｍ以上
であることを特徴とするインク保持体。浸漬条件：ポリウレタンフォームに対する水の重量比；
４０、水温；７０℃、浸漬時間；６日間、使用した水の
初期表面張力；７０．５ｄｙｎｅ／ｃｍ
【請求項２】上記水の表面張力が６０ｄｙｎｅ／ｃｍ
以上である請求項１記載のインク保持体。
【請求項３】上記ポリエーテルポリオールの水酸基価
は３０〜２００であり、上記整泡剤は、その１重量％水
溶液の表面張力が２５〜４５ｄｙｎｅ／ｃｍである請求
項１又は２記載のインク保持体。
【請求項４】上記ポリウレタンフォームは、網状化処
理されたものである請求項１、２又は３記載のインク保
持体。
【請求項５】上記ポリウレタンフォームは、半硬質フ
ォームである請求項１、２、３又は４記載のインク保持
体。