JPS5812877B2 - インクロ−ル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規なインクロールに関する。

さらに詳しくは、インク含有キャパシティーおよびイン
ク滲出性が顕著に向上せられたインクロールに関する。

近年、卓上計一機、タイプライター、レジスター、テレ
タイプ、コンピューターなどの普及につれて、高速度の
タイピングが可能なラインプリンター用インクロールの
研究開発が盛んに行なわれるようになってきた。

しかしてエラストマーの微粉末を金型に充填、加圧し、
一体に加熱焼結してえられる連続多孔体からなるロール
本体に軸を取付けるとともにインクを含浸せしめたライ
ンプリンター用インクロールが実用化され、多用されて
いるが、このものはつぎに述べるごとき欠点を有してい
る。

すなわち、かかるインクロールにあっては、使用するエ
ラストマー微粉末の形状あるいは焼結時の加圧の程度に
よってロール本体内部の空隙形状が不均斉となるため、
これにインクを含浸せしめたばあいインク含浸量やイン
ク滲出量の極端に多い部分あるいは極端に少ない部分が
いたる所で生じるのである。

したがってそのようなインク含浸量やインク滲出量の多
い部分はプリンテイングの際に過剰のインクが滲出して
ニジミのある不鮮明な印字像を形成し、一方インク含浸
量やインク滲出量の少ない部分はインク滲出量の不足に
よりカスレた不鮮明な印字像を形成するため、全体に濃
淡のバラツキのない鮮明なプリンテイングをすることが
困難である。

しかもかかるインクロールは、ロール本体の空隙量がそ
れほど大きくないため、数１０万ライン以上のプリンテ
イングに充分耐えうるだけの多量のインクを含浸せしめ
ることが難しく、また大量生産するぱあいに品質のバラ
ツキを生じるおそれも多分にある。

しかるに本発明者は種々研究を重ねた結果、そのロール
本体として、熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性プラ
スチックの特定微粉末を一体に焼結してえられる連続多
孔体を採用するときは、前記の欠点をすべて克服しうる
という新たな事実を見出し、本発明を完成するにいたっ
た。

添付図面は本発明に用いる熱可塑性エラストマーまたは
熱可塑性プラスチックの微粉末を示す概略拡大断面図で
あるが、そこに示されるごとく本発明に用いる微粉末は
複雑な凹凸のある不規則形状微粉末１であって、かつ含
浸せられるインクが自由にまたはわずかの加圧により通
過しうる大きさ（孔径が０．０１〜０．５μ程度）の貫
通超微細孔２を有するものである。

しかしてその大きさは平均粒径が約１０〜２００μの範
囲内にあることが好ましく、もし１０μを下回るときは
微粉末が実質的に球状化して不規則形状を維持すること
が困難となり、一方２００μを上回るときはこれを焼結
してえられる連続多孔体（ロール本体）の孔径が大きく
なりすぎるのでプリンテイングの際にインクの滲出量が
過剰となり印字像がニジんで不鮮明となるなどの不都合
を生じる傾向がある。

また貫通超微細孔２の占める割合は、圧縮強度などを考
慮して、不規則形状微粉末１の体積の３〜３０容量係の
範囲内とすることが望ましい。

さらに、貫通超微細孔の孔径は前記のとと＜０．０１〜
０．５μの範囲であり、孔径が前記範囲より小さいぱあ
いはわずかの圧力を加えることによって生じるインクの
滲出量が少なくなり、そのため印字が不鮮明となり、ま
たインクを含浸させる際にインクの浸入が困難になり好
ましくない。

また逆に孔径が前記範囲より大きいぱあいは微粉末の皮
膜中での空間率が大きくなり、わずかの外圧に対しても
変化しやすく、とくにインクロール使用開始直後のイン
クの滲出が大きくなり、長時間印字に対する耐久性が不
足し、また強度とくに圧縮強さが低くなり、わずかの力
で形状が変化、変形し、インクの滲出にムラが生じ、か
つ長期間使用に対する寸法安定性がわるくなり好ましく
ない。

本発明において用いる熱可塑性エラストマーまたは熱可
塑性プラスチックとしては、熱可塑性ポリウレタンエラ
ストマー アクリロニトリルーブタジエンゴムおよびポ
リ塩化ビニルよりなる群から選ばれた１種であり、これ
らの熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性プラスチック
は単独で用いることが必須であって、２種以合混合して
用いることは耐インキ性にバラツキを生じさせることに
なるので好ましくない。

前記ポリウレタンエラストマーとしては、ポリエステル
型のもの、ポリエーテル型のもののいずれでもよいが、
とくにポリエステル型のジフエニルメタンジイソシアネ
ート橋かけ型のポリウレタンエラストマーが耐熱性、耐
寒性、耐油性、耐摩耗性、寸法安定性などにすぐれてお
り、物理的、化学的に安定であることからとくに好適に
使用される。

かくのごとき特殊な構造を有する不規則形状微粉末は、
たとえば以下に述べる（イ）〜（ハ）の方法によって容
易かつ簡単にうろことができる。

（イ）熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性プラスチッ
クを水と相溶性のある有機溶剤に溶解し、該溶液に水溶
性石膏針状結晶繊維を前記エラストマーまたはプラスチ
ックに対して３〜３０容量％となる割合で加えて混合し
、該混合物をたとえばステンレススチール製エンドレス
ベルト、ガラス板などの表面に塗布してフイルム状物を
形成し、該フイルム状物を剥離したのち、水または水と
アルコールとの混合液中に浸漬して微振動を与えながら
フイルム状物中の有機溶剤および水溶性石膏針状結晶繊
維を溶出し、えられた連続多孔質フイルム状物を乾燥し
、微調整研磨装置などで平均粒径約１０〜２００μの大
きさに微粉砕する方法。

ここに熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性プラスチッ
クを溶解せしめる有機溶剤としては、ジメチルホルムア
ミド、テトラヒド口フラン、メチルエチルケトン、なか
んづくジメチルホルムアミドが好適に使用される。

（口）前記と同様にして熱可塑性エラストマーまたは熱
可塑性プラスチック、有機溶剤および水溶性石膏針状結
晶繊維からなる混合物をえ、それをスプレーで水または
水とアルコールとの混合液中に吹付け、約１０〜２００
μ程度の大きさの微細物となし、該微細物に含まれる有
機溶剤および水溶性石膏針状結晶繊維を溶出する方法。

（ハ）前記と同様にして熱可塑性エラストマーまたは熱
可塑性プラスチック、有機溶剤および水溶性石膏針状結
晶繊維からなる混合物をえ、それをスプレーでロールな
どの表面に吹付けて約１０〜２００μ程度の大きさの微
細物となし、該微細物を水または水とアルコールとの混
合液中に浸漬して微細物に含まれる有機溶剤および水溶
性石膏針状結晶繊維を溶出する方法。

しかして、本発明において用いる水溶性石膏針状結晶繊
維とは、水溶性無水石膏（１−ＣａＳ０４）、α型半水
石膏（α−ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２０）またはβ型半水
石膏（β−ＣａＳ０４・１／２Ｈ２０）の針状結晶繊維
であり、そのアスペクト比（平均長さ対平均直径の比（
Ｌ／Ｄ ））が最小限６：１、通常６０：１〜１００：
１の長い単結晶体または単結晶体の集塊体、すなわち多
結晶体である。

このような水溶性石膏針状結晶繊維は、硫酸カルシウム
・２水塩を脱水する際に特定条件を採用することによっ
てえられる（通常の硫酸カルシウムの半水塩、無水塩は
斜方晶系である）。

たとえば硫酸カルシウム・２水塩を水の存在下に約１１
５℃でオートクレープ中で脱水すると、いちじるしくケ
バだったα型針状結晶の半水塩がえられ、また硫酸カル
シウム２水塩を空気中で約１１５℃で加熱するとβ型針
状結晶の半水塩がえられる。

また水と水溶性有機溶剤との混合液中において、硫酸カ
ルシウム・２水塩を、媒晶剤として無機酸、無機酸のア
ンモニウム塩、無機酸の金属塩および尿素のなかから１
種を選び、水熱反応させることによってもα型針状結晶
の半水塩がえられる。

通常、硫酸カルシウムの半水塩、無水塩は、水と接触す
ると２水塩になり硬化するが、この水溶性石膏針状結晶
繊維はごく少量の水と接触したぱあいは硬化するが、多
量の水と接触したぱあいには硬化することなく水に溶解
する。

本発明はこのような水溶性石膏針状結晶繊維の性質を利
用して、多孔質体をうるに際して、硫酸カルシウムを利
用することにはじめて成功し、それによって貫通超微細
孔を有する複雑な凹凸のある不規則形状微粉末にうろこ
とに成功したのである。

しかして、かかる水溶性石膏針状結晶繊維を用いるとき
は、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、炭酸水素ナトリ
ウム、炭酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、硝酸カルシ
ウムなどを使用するぱあいに比べて、細い針状結晶であ
るため熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性プラスチッ
ク中に超微細孔を形成しやすく、また水に対する溶解性
がすぐれているので溶出されやすく、かつ単結晶の針状
結晶繊維から多結晶の針状結晶繊維まで平均直径を自由
に変えることができるので所望孔径の超微細孔をうるの
に好都合であり、しかも熱可塑性エラストマーや熱可塑
性プラスチックに対して何らの悪影響をおよぼさず、か
つ溶出前においては熱可塑性エラストマーまたは熱可塑
性プラスチック、有機溶剤および水溶性針状結晶繊維か
らなる混合物の保形性をよくし、さらに溶出に際しては
、接水により含水石膏となって水に容易にとけて溶出す
るなどの種々の効果を奏する。

なお本発明においては水溶性２水石膏も使用可能である
。

前記水溶性石膏針状結晶繊維の溶出に際して、酢酸、塩
酸などを水または水とアルコールとの混合液中に０．１
〜１．０％程度添加しておくと、溶出が促進されるので
好ましい。

また多孔質フイルム状物の研磨に際しては、研磨する表
面を均斉に引張りながら、その表面に−２０〜＋２℃程
度の冷風を吹きつけ、＃１００〜２００の研磨紙で研磨
細粉化することが好ましい。

なお冷風の温度としては、−１０〜−２℃の範囲がとく
に好ましく、また風圧は大きいほど好ましい。

このように冷風を研磨表面に吹きつけると、多孔質フイ
ルム状物にある硬さが付与され、摩擦熱で気泡がつぶれ
、厚くなったり、大きく研磨されたり、平板状に研磨さ
れたりするのが防止されると共に、研磨紙の目づまりが
防止されるからである。

また溶出剤として使用するアルコールとしては、たとえ
ばメタノール、エタノールなどの低級アルコールが好ま
しい。

本発明のインクロールのロール本体を構成する連続多孔
体は、前述のごとき特定の熱可塑性エラストマーまたは
熱可塑性プラスチックの不規則形状微粉末を所定のロー
ル形状を有する金型に充填し、所望の空隙率かえられる
ように適宜加圧し、熱可塑性エラストマーまたは熱可塑
性プラスチックの溶融温度（通常、１５０〜２００℃）
で５〜３０分間程度一体に加熱焼結することによってえ
られるものであるが、使用する不規則形状微粉末がその
中に貫通超微細孔を有するごとき特殊なものであるため
、該微粉末を金型に充填し加圧するときには充填物内部
の空気が貫通超微細孔を通じて自由に移動し、内部圧の
部分的な不均衡をまったく生じないのである。

したがってきわめて容易かつスムーズに所定のロール形
状に成形することが可能となる。

また加熱焼結時においては、熱風が貫通超微細孔を自由
に通過するため、充填物全体を均斉な温度で焼結するこ
とが可能となる。

このように本発明に使用する不規則形状微粉末は充填性
がよくかつ均斉温度で一体に焼結されるから、不良品の
発生がほとんどなく、シかもその構造上の均斉度が高く
バラツキの小さいロール本体をうることかできる。

本発明のインクロールは、かかるロール本体に！インク
を含浸せしめるとともに、ロール軸その他の付属品を取
付けて製品としたものであるが、インクの種類やロール
軸その他の付属品については特徴はなく、シｔこがって
従来のインクロールの分野で採用されているものがすべ
て使用可能である。

インクの含浸は、真空含浸法または加圧含浸法によって
行なわれるが、前述のごとく焼峙に用いた不規則形状微
粉末はインクが自由にまたはわずかの加圧により通過し
うる大きさの貫通超微細孔（孔径０．０１〜０．５μ）
を有しており、この貫通超微細孔もまた不規則形状微粉
末間に形成された貫通微細孔と同様に含浸インクの流通
路となるためインク含浸効率が大巾に向上せられる。

したがって従来品のように部分的にボイド（インクが含
浸されておらない空間部）を残すことなく、ロール本体
のすみずみにまでインクをもれなく含浸せしめることが
できる。

このように、不規則形状微粉末間に形成された貫通微細
孔と不規則形状微粉末中の貫通超微細孔との両方にイン
クを含浸せしめることができるので、本発明のインクロ
ールのロール本体は従来品にくらべてはるかにインク含
有量の犬なるものであり、数１０万ライン以上のプリン
テイングに充分に耐えることができる。

しかも本発明のインクロールのロール本体においては、
焼結に用いた微粉末が図面に示すごとき不規則形状を有
しかつその大きさが約１０〜２００μ程度のものである
から、ロール本体内に形成された貫通微細孔の孔径が適
度の毛管力が作用しうる程度の大きさであってほぼ一定
している。

したがって含浸せられたインクを貫通微細孔中に確実に
保持するとともに、使用時においては表面のいかなる部
分にも一定量のインクを滲出せしめるので、濃淡のない
鮮明な印字像を容易に形成することができる。

以上述べたごとく、本発明のインクロールはインク含有
キャパシティーが犬き＜、シかもそれ自体均斉度の高い
ものであってインク滲出性がきわめて良好であるなどの
顕著な効果を奏し、また弾力性に富み、耐油性、耐熱性
、寸法安定性、耐摩耗性などもすぐれているので、ライ
ンプリンター用インクロールとしてきわめて好適に採用
されうる。

つぎに実施例をあげて本発明のインクロールを説叩する
が、本発明はもとよりこれらの実施例のみに限定される
ものではない。

実施例 １ ポリエステル型ポリウレタンエラストマー（ジフエニル
メタンジイソシアネート橋かけ型）２０ｇをジメチルホ
ルムアミド８０ｇに溶解し、さらに平均直径ｏ．ｉμの
β型半水石膏の針状結晶繊維（アスペクト比７０： １
）４ｇ（２０容量％）を加えて混合し、混合物をえた。

該混合物をガラス板上に約１００μの厚さに塗布し、ガ
ラス板とともに水中に入れて剥離させフイルム状物をえ
た。

ついで該フイルム状物を温度３０℃の水中に浸漬し、微
振動を与えながら該フイルム状物中に含まれるジメチル
ホルムアミドおよびβ型半水石膏を溶出して連続多孔質
フイルム状物をえた。

これを水洗し、温度５０℃で３０分間乾燥してから−２
℃の冷風を研磨表面に風圧１５０ｍｍＡｑで吹きつけな
がらグラインダー（研磨紙＋２００）で微粉砕し、５容
量％の貫通超微細孔（孔径約０．１μ）を有する平均粒
径が約１５μの不規則形状微粉末をえた。

えられた微粉末３，５ｇを、軸（直径１． ５ ｍｍ，
長さ５５ｍｍ）を配置した内容積１０ｍｌのロール成形
用金型に充填し、温度１８０℃で２０分間焼結後、該金
型より取出し、真空含浸法によりインクを含浸せしめて
インクロールを作製した。

インク含有率はロール本体の２００重量％という高率で
あった。

つぎに、えられたインクロールを卓上プリンターに装着
し、プリント耐久試験を行なった結果、ニジミやカスレ
のない鮮明な印字像を７０万ライン以上プリントするこ
とが可能であった。

実施例 ２ ポリエステル型ポリウレタンエラストマー（ジフエニル
メタンジイソシアネート橋かけ型）２ｇをジメチルホル
ムアミド９８ｇに溶解し、さらに平均直径０．１μの水
溶性無水石膏の針状結晶繊維（アスペクト比８０：１）
０．２ｇ（２０容量％）を加えて混合し、混合物をえた
。

該混合物を温度３５°Ｃに維持しながらスプレーで温度
２５℃の５％メタノール水溶液中に吹付けて微細物とな
し、該微細物中に含まれるジメチルホルムアミドおよび
水溶性無水石膏を溶出後、水洗し、温度５０℃で３０分
間乾燥して、約２５容量％の貫通超微細孔（孔径約０．
４μ）を有する平均粒径約１０μの不規則形状微粉末を
えた。

えられた不規則形状微粉末５ｇを用いて、実施５例１と
同様にしてインクロールを作製した。

このもののインク含有率はロール本体の２００重量％と
いう高率であった。

ついで実施例１と同様にインクロールのプリント耐久試
験を行なった結果、ニジミやカスレのない鮮明な印字像
を７０万ライン以上プリントすることが可能であった。

実施例 ３ ポリ塩化ビニル（平均重合度１１００）２０ｇをジメチ
ルホルムアミド８０ｇに溶解し、さらに平均直径０．２
μのα型半水石膏の針状結晶繊維（アスペクト比１００
：１）４ｇ（２０容量％）を加えて混合し、混合物をえ
た。

該混合物を実施例１と同様に塗布、剥離してフイルム状
物をえ、該フイルム状物を温度３０℃の０． ５ ％塩
酸水溶液中に浸漬して微振動を与えながら該フイルム状
物中に含まれるジメチルホルムアミドとα型半水石膏を
溶出せしめて連続多孔質フイルム状物をえた。

これを水洗し、温度５０℃で３０分間乾燥してから−１
℃の冷風を風圧２００ｍｍＡｑで研磨表面に昨きつけな
がらグラインダー（研磨紙＃２００）で微粉砕し、２５
容量％の貫通超微細孔（孔径約０．１μ）を有する平均
粒径約１２μの不規則形状微粉末をえた。

えられた不規則形状微粉末１０ｇを用いて、実施例１と
同様にしてインクロールを作製した。

このもののインク含有率はロール本体の２３０重量％と
いう高率であった。

ついで実施例１と同様にインクロールのプリント耐久試
験を行なった結果、ニジミやカスレのない鮮明な印字像
を８０万ライン以上プリントすることが可能であった。

実施例 ４ アクリロニトリルーブタジエンゴム２０ｇをメチルエチ
ルケ１・ン２００Ｉに溶解し、さらに平均直径０．２μ
のβ型半水石膏の針状結晶繊維（アスペクト比８０：１
）４ｇ（２０容量％）を加えて混合物をえた。

該混合物を実施例１と同様に塗布、剥離してフイルム状
物をえ、該フイルム状物を水中に浸漬して微振動を与え
ながらその中に含まれているメチルエチルケトンとβ型
半水石膏を溶出せしめて連続多孔質フイルム状物をえた
。

これを実施例１と同様に水洗、乾燥、微粉砕して、２０
容量％の貫通超微細孔（孔径約０．１μ）を有する平均
粒径約１プμの不規則形状微粉末をえた。

えられた不規則形状微粉末２ｇを、軸（直径１５ｍｍ，
長さ５５ｍｍ）を配置した内容積１０ｍｌのロール成形
用金型に充填し、温度１８０℃で１５分間焼結後、該金
型より取出し、真空含浸法によりインクを含浸せしめて
インクロールを作製した。

このもののインク含有率はロール本体の２００重量％と
いう高率であった。

つぎに実施例１と同様にインクロールのプリント耐久試
験を行なった結果、ニジミやカスレのない鮮明な印字像
を５０万ライン以上プリントすることが可能であった。

実施例 ５ ポリエステル型ポリウレタンエラストマー（ジフエニル
メタンジイソシアネート橋かけ型）２０ｇをジメチルホ
ルムアミド２０ｇに溶解し、さらに平均直径０．１μの
β型半水石膏の針状結晶繊維（アスペクト比７５：３）
２ｇ（２０容量％）を混合し、混合物をえた。

該混合物を実施例１と同様に塗布、剥離してフイルム状
物をえ、該フイルム状物を０．１％塩酸水溶液に浸漬し
て温度３０℃に加熱し、その中に含まれるジメチルホル
ムアミドとβ型半水石膏を溶出せしめて連続多孔質フイ
ルム状物をえた。

これを実施例１と同様に水洗、乾燥、微粉砕して、２０
容量％の貫通超微細孔（孔径約０．１μ）を有する平均
粒径約１５μの不規則形状微粉末をえた。

えられた不規則形状微粉末５ｇを用いて実施例１と同様
にしてインクロールを作製した。

このもののインク含有率はロール本体の２００重量％と
いう高率であった。

つぎに実施例１と同様にインクロールのプリント耐久試
験を行なった結果、ニジミやカスレのない鮮明な印字像
を７０万ライン以上プリントすることが可能であった。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に使用する熱可塑性エラストマーまたは熱
可塑性プラスチックの不規則形状微粉末の拡大断面図で
ある。 図面の符号、１…熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性
プラスチックの不規則形状微粉末、２…貫通超微細孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ そのロール本体が、該ロール本体に含浸せられるイ
   ンクが自由にまたわずかの加圧により通過しつるような
   約０．０１〜０．５μの貫通超微細孔を有する熱可塑性
   エラストマーまたは熱可塑竺プラスチックの平均粒径約
   １０〜２００μの不規則形状微粉末を一体に焼結してえ
   られる連続多孔体からなることを特徴とするインクロー
   ル。 ２ 前記不規則形状微粉末が熱可塑性ポリウレタンエラ
   ストマー、アクリロニトリルーブタジエンゴムおよびポ
   リ塩化ビニルなる群から選ばれた．１種の熱可塑性エラ
   ストマーまたは熱可塑性プラスチックを水と相溶性のあ
   る有機溶剤に溶解し、該溶液に平均直径が約０．０１〜
   ０．５μの水溶性石膏針状結晶繊維を前記エラストマー
   またはプラスチックに対して３〜３０容量％となる割合
   で加えて混合し、該混合物を所望の形状にしたのち、水
   または水とアルコールとの混合液で前記有機溶剤と水溶
   性石膏針状結晶繊維とを溶出させて約０．０１〜０．５
   μの貫通超微細孔を設け、これを微粉枠してつくられた
   ものである特許請求の範囲第１項記載のインクロール。