JPS5939458B2 - インク保持多孔体の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多孔体の空隙内にインクが含浸されてなるイン
ク保持多孔体の新規な製造法に関する。

さらに詳しくは、本発明は強靭で耐摩耗性および寸法安
定性にすぐれ、かつ良好な弾性と空隙率とを有するイン
クロール、インクパッドなどのインク保持多孔体の製造
法に関する。従来より、インクロール、インクパッドな
どのインク保持多孔体の製造法としては、アクリロニト
リル−ブタジエンゴム、ポリウレタン、ナイロンなどの
ポリマー粉末をモールド内に充填し、高温で加熱焼結し
て微細孔を有する多孔体を成形し、ついで該多孔体内に
インクを含浸させる、いわゆる焼結法がよく知られてい
る。

しかしながら、前述のごときポリマー粉末を一体化する
焼結法においては、焼結に多量の熱量を必要とし、かつ
所望の空隙率をうることが困難であり、所望のインク含
浸率でかつすぐれたインク滲出性を有する強靭で適度な
弾性を有する多孔体を製造しえないという欠点がある。

本発明は、このような欠点を解消し、インク保持量が向
上され、耐摩耗性、強靭性が改善されたインク保持多孔
体をうることを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は、無機粉
末または熱可塑性エラストマー粉末からなる粒径が５〜
１５０μの構造用粉末素材と粒径が該構造用粉末素材の
粒径の−〜−の粉末状の接合用有機弾性素材とを流動浸
漬法により熱気流中で互いに衝突させることによつて、
前記構造用粉末素材の表面に前記接合用有機弾性素材を
その粒子相互の間に間隙をもつて付着せしめたのち、モ
ールド内に充填し、加熱または加圧して前記構造用粉末
素材が前記接合用有機弾性素材によつて相互に接合され
た多孔体を成形し、ついでインクを含浸せしめる構成と
したものである。

そして、この構成により、構造用粉末素材の全表面に接
合用有機弾注素材を付着せしめるばあいにくらべて、内
部空隙率が相当増大するのみならず、大きな空隙率にも
かかわらず、耐摩耗件および強靭性の双方において従来
のものにくらべて良好なインク保持多孔体がえられるこ
とになつた。

前記構造用粉末素材としては無機粉末、熱可塑性エスト
ラマ一粉末またはそれらの混合物があげられる。無機粉
末としては、たとえばカーボンブラツク、炭酸カルシウ
ム、亜硫酸カルシウムなどの圧縮特姓にすぐれた軟質無
機粉末やシリカ、ケイ酸アルミニウム、クレーなどの引
張強さにすぐれた硬質無機粉末、さらにチタン酸カリウ
ム、ワラストナイト、タルク、マイカなどの引張強さお
よび圧縮特性を高めるものがあげられる。

また熱可塑性エラストマー粉末としては、たとえばポリ
ウレタン、アクリロニトリル−ブタジエンゴムなどがあ
げられる。本発明における粉末状の接合用有機弾性素材
としてはたとえば熱可塑性樹脂粉末があげられる。

前記熱可塑性樹脂粉末としては、たとえばポリ塩化ビニ
ル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリプチレンテレフタレート、ポリアミド
、ポリアミド共重合体、熱可塑姓ウレタンエラストマー
などの溶融軟化しうるものがあげられる。つぎに粉末状
の接合用弾性素材を用いる前記構造用粉末素材の表面処
理（付着）方法およびその成形法について説明する。

粉末状の接合用有機弾性素材である熱可塑性樹脂粉末は
構造用粉末素材の表面上にいくらかの間隙をもつて付着
するように該粉末素材と混合するのが好ましい。

第１図は本発明における熱可塑性樹脂粉末が構造用粉末
素材に付着した状態の一例を示す概略断面図であつて、
構造用粉末素材１に対して微粒子状の熱可塑件樹脂粉末
２が第１図に示されるように互いに間隙をもつて付着せ
られることにより、えられる多孔体は空隙率をきわめて
大ならしめることができ、さらに有機弾姓素材２の混合
量を適宜変えることにより所望の空隙率を有する多孔体
がえられるというすぐれた利点を有する。かかる構造用
粉末素材１は粒径が５〜１５０μであつて、かつ球状あ
るいはそれに近いもの（たと七了楕円形など）が好まし
い。また熱可塑姓樹脂粉末２の粒径は構造用粉末素材１
の粒径に対して，，〜ｗ程度のものであるのが好ましい
また熱可塑性樹脂粉末２の構造用粉末素材１に対する混
合量は該粉末素材として熱可塑性エラストマーを用いる
ばあい、総量に対して２５％（重量％、以下同様）以下
、なかんづく５〜１５％であるのが好ましく、無機粉末
を用いるばあい、総量に対して１０〜５０％、なかんづ
く２０〜３５％であるのが好ましい。

熱可塑件樹脂粉末２の混合量が前記範囲より大なるとき
はえられる多孔体が柔らかくなり、耐摩耗性および寸法
安定性などに劣つたものになり、また前記範囲より小な
るときは構造用粉末素材１相互の結合強度および弾性に
劣つたものとなり好ましくない。熱可塑性樹脂粉末２の
付着方法としては、流動浸漬法により構造用粉末素材１
と熱可塑件樹脂粉末２とを熱気流中で互いに衝突せしめ
る方法が採用される。

たとえば構造用粉末素材１を使用される熱可塑性樹脂粉
末２の融点よりわずかに低い温度に加熱し、融点近くま
で加熱された熱可塑性樹脂粉末２と気流下でそれらを落
下または撹拌混合するなどして互いに衝突せしめ、付着
させればよい。このようにして表面処理された構造用粉
末素材１はモールド内に振動子を利用する無圧充填法に
より均一に充填され、熱風による加熱処理によつて焼結
した多孔体がえられる。

かくして本発明においては、その焼結に要する熱量をき
わめて少なくすることができるという利点を有する。な
お接合用有機弾姓素材として前記熱溶融姓樹脂粉末に代
えて加圧溶融するポリマー粉末（たとえばワツクス改質
イソブチレン、ワツクス改質イソプレンゴムなど）を用
いてもよい。

かかるポリマー粉末は加圧によつて接着するので、加熱
する必要がないという利点を有する。なお構造用粉末素
材と粉末状の接合用有機弾性素材との接着性を向上させ
るうえで、イソプロピルトリ（ジオクチルホスフエート
）チタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタ
ネートなどのチタネート系カツプリング剤、さらにシラ
ン系カツプリング剤、ジルコネート系カツプリング剤、
アルミニウム系カツプリング剤、カルシウム系力ツプリ
ング剤を用いるのが好ましい。

かかるカツプリング剤は無機粉末の表面接着性を改善し
、強固な接着強度を付与せしめ、さらに前記熱可塑性樹
脂粉末に混合されるときは可塑化を向土させ、軟化温度
の低下を惹起させる。本発明における構造用粉末素材の
形状は球状、繊維上、板状（フレーク状）などの種々の
形状がいずれも好適に採用される。

たとえば構造用粉末素材がほぼ球状であるばあい、前述
のごとき振動子による無圧充填法（たとえば平行菱形充
填法など）によつてモールド内での粉末素材は第２図で
示されるように配列されるが、本発明においては第１図
で示されるように熱可塑性樹脂粉末２が表面上に適宜な
間隙をもつて配置されているので第３図で示されるごと
き配列となり、その空隙率をきわめて大きくすることが
できる。

ちなみに第２図で示されるごとき配列においては空隙率
が約２５容量％であるが、第３図で示されるものにおい
てはその空隙率を６０〜７５容量％にまで高めることが
可能である。構造用粉末素材が繊維状（たとえばチタン
酸カリウム、ワラストナイトなどの単結晶繊維で、アス
ペクト比が１０〜５０：１、径が１５〜３０μ）である
ばあい、配合すると一軸的に強度を高めることができる
が、これらを無配向でモールド内に充填することにより
、その空隙を大きくすることができる。

また無機繊維に有機繊維（たとえばデユポン社製のケプ
ラー繊維などの芳香族ポリアミド繊維、カーボン繊維、
グラフアイト繊維、ポリエステル繊維など）を混合して
用いるのが強靭化を高めるうえで好ましい。また板状粉
末（たとえばカオリン、タルクであり、代表的にはマイ
カがあげられ、該マイカは巾１．４〜４μで厚さ４０μ
以下、通常２〜３μであり、そのフレークアスペクト比
が４：１〜１００：１）であるばあいも前記繊維状のば
あいと同様に無配向あるいは一軸配向的にモールド内に
充填すればよい。

さらにこれらの各形状を有する構造用粉末素材を併用す
ることにより、空隙率を大きくすることもできる。本発
明においては、構造用粉末素材に粉末状の接合用有機弾
注素材を付着せしめたものをモールド内に充填したのち
、接合用有機弾注素材を速やかに溶融して焼結させ、冷
却して硬化させるものであつて、処理時間を短縮させる
ためにあらかじめ遠赤外線照射などにより予備加熱する
のが好ましい。

また加熱成形後、えられる多孔体を有機弾性素材を溶解
するアルコール、アセトン、ベンゼン、キシレン、ジメ
チルホルムアミドなどの溶剤と水などの非溶剤との混合
溶液に浸漬、好ましくはこれらの溶剤の蒸気と接触させ
るなどして多孔体表面の薄膜を除去あるいは収縮させて
微細孔をあけ、均一なポーラス化をはかるのが好ましい
。

かくして得られる多孔体へのインクの含浸は通常のイン
クパツドおよびインクロールにおいて採用されるインク
含浸法が好適に採用されうる。以上述べたごとく、本発
明は種々の形状をとりうる構造用粉末素材の表面に粉末
状の接合用有機弾性素材を互いに間隙をもつて付着せし
め、無機粉末などを用いる通常の焼結条件に比してはる
かに低い温度条件下での短時間の加熱加圧成形によつて
構造用粉末素材を強固に接合したものであつて、構造用
粉末素材の有する強靭さ、耐摩耗性、寸法安定件などの
すぐれた姓質を具備し、インクロールまたはインクパツ
ドとして好適な大きさの空隙を有する多孔体を簡単に製
造することができるというすぐれた利点を有する。

つぎに実施例をあげて本発明の方法を説明する。

実施例 １ 平均粒径１５μのほぼ球形の熱可塑姓ウレタンエラスト
マー粉末と平均粒径２μのほぼ球形のポリ塩化ビニル粉
末とを用い、これらを流動浸漬槽中でポリ塩化ビニル粉
末が総量に対して１０％となるように混合して熱可塑性
ウレタンエラストマー粉末の表面にポリ塩化ビニル粉末
を粒子相互の間に間隙をもたしめて付着させた。

すなわち流動浸漬槽中にまず所定量（６００７）のポリ
塩化ビニル粉末を投入し、１４０〜１６０℃の熱風下で
撹拌しながら１２０〜１５０℃に予熱した所定量の熱可
塑性ウレタンエラストマー粉末を投入し、熱風下で攪拌
混合して前記ポリ塩化ビニル粉末を熱可塑注ウレタンエ
ラストマーの表面に融着させ、ついで冷却した。えられ
た生成物を遠赤外線照射して暖めながら、振動子による
無圧充填法でモールド内に充填し、孔径２０μ以下の硬
質クロム金網で上面を被覆した。

モールド内に１７０℃の熱風を５分間送り込み、直径２
０ｍｍφ、長さ４０龍の円柱状多孔体を成形した。成形
後、多孔体をジメチルホルムアミド８０％と水２０％と
の混合液中に浸漬して表面皮膜を除去し、ポーラス化し
たのち乾燥した。ついで油性インクを含浸させてインク
保持多孔体をえた。実施例 ２ ポリ塩化ビニル粉末の熱可塑性ウレタンエラストマー粉
末との混合量を総量に対して６％としたほかは実施例１
と同様にしてインク保持多孔体をえた。

実施例 ３ 平均粒径１０μの球状亜硫酸カルシウム粉末の表面にＫ
Ｒ−ＴＴＳ（ケンリツチ・ペトロケミカル社製のイソプ
ロピルトリイソステアロイルチタネート）を亜硫酸カル
シウム粉末の０．５％の割合で被覆した。

ついで平均粒径２μのほぼ球状の熱可塑性ウレタンエラ
ストマー粉末を前記亜硫酸カルシウム粉末と総量に対し
て２６％となるように実施例１と同様にして流動浸漬槽
中で混合し、亜硫酸カルシウム粉末の表面に熱可塑注ウ
レタンエラストマー粉末を均一に付着せしめたのち、モ
ールド内に充填し、実施例１と同様にしてインク保持多
孔体をえた。

実施例 ４ 平均粒径８μの重質炭酸カルシウム粉末の表面にＫＲ−
ＴＴＳを重質炭酸カルシウム粉末の０．５％の割合で被
覆した。

えられた重質炭酸カルシウム粉末に平均粒径１μの熱可
塑性ウレタンエラストマー粉末を総量に対して４０％の
割合で混合したほかは実施例１と同様にしてインク保持
多孔体をえた。

比較例 １ 平均粒径６５μのナイロン６粉末をモールド内に充填し
、加圧下で１６０℃で１０分間予備加熱成形したのち、
２６０℃の熱雰囲下中で３分間焼成してえられた多孔体
を冷却乾燥し、ついで油性インクを含浸させてインク保
持多孔体をえた。

比較例 ２ 実施例１において、平均粒径２μのポリ塩化ビニル粉末
にかえて平均粒径０．５μのポリ塩化ビニル粉末を用い
、かつポリ塩化ビニル粉末の熱可塑性ウレタンエラスト
マー粉末との混合量を総量に対して１８％としたほかは
実施例１と同様にしてインク保持多孔体をえた。

比較例 ３ 実施例１において、平均粒径２μのポリ塩化ビニル粉末
にかえて平均粒径７μのポリ塩化ビニノレ粉末を用い、
力（ポリ塩化ビニル粉末の熱可塑性ウレタンエラストマ
ー粉末との混合量を総量に対して３３％としたほかは実
施例１と同様にしてインク保持多孔体をえた。

比較例 ４ 転動流動層コーテイング法により、平均粒径１５μの熱
可塑性ウレタンエラストマー粉末の表面に平均粒径２μ
のポリ塩化ビニル粉末を粒子相互の間に間隙をもたしめ
ないように相互に密接して付着せしめた。

すなわち回転円板を有する円筒に上部のホツパ一から前
記熱可塑性ウレタンエラストマー粉末を投入し、前記ポ
リ塩化ビニル粉末のエタノール分散液を円筒の上部へ噴
霧し、円筒下部から加熱圧縮空気を供給することによつ
て円筒内で熱可塑件ウレタンエラストマー粉末の表面に
ポリ塩化ビニル粉末を相互に密接して付着せしめた。え
られた生成物を実施例１と同様にして成形し、油性イン
クを含浸せしめてインク保持多孔体をえた。

実施例１〜４および比較例１〜４でえた各インク保持多
孔体の強靭性、耐摩耗性および空隙率を調べた。

その結果を第１表に示す。第１表における各試験項目の
試験条件は以下のとおりである。

（１）強靭性 引張強さおよび伸びはＪＩＳＫ６３Ｏｌ に記載の引張試験法に準拠した。

また引張応力は試験片（外径４４．６ｍＴ１Ｌφ、内径
３３，６ｍｍφ、長さ５７．５龍）に５０％の伸びを与
えたときの引張荷重を測定して求めた。

（２）摩耗率イギリス規格ＢＳ９Ｏ３ｐａｒｔＡ９Ｃ法
に準拠して摩耗度を測定した。

すなわちアクロン式摩耗試験機にて試料（厚さ１０ｍｍ
、巾１４ｍｍ）に１．４ｋ９（３ポンド）の荷重をかけ
て該試料と研磨盤の回転面との傾斜角度を１５てとし、
研磨盤を回転させ、摩耗重量を測定して摩耗した割合を
求めた。

（３） 空隙率 空隙率は次式により求めた。

Ｗ：インクを含まない多孔体の重量 Ｖ：多孔体の体積 Ｄ．多孔体構成物質の比重 またこれら実施例１〜４でえられたインク保持多孔体は
その微細孔内に含有されるインクの滲出姓にすぐれてお
り、とくに微圧下でのインク滲出件にすぐれていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における熱可塑姓樹脂粉末が構造用粉末
素材に付着した状態の一例を示す概略断面図、第２図は
球状の構造用粉末素材のモールド内での配列を示す概略
説明図、第３図は第１図に示した構造用粉末素材のモー
ルド内での配列を示す概略断面図である。 （図面の符号）、１：構造用粉末素材、２：熱可塑性樹
脂粉末。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 無機粉末または熱可塑性エラストマー粉末からなる
   粒径が５〜１５０μの構造用粉末素材と粒径が該構造用
   粉末素材の粒径の１／２０〜１／５の粉末状の接合用有
   機弾性素材とを流動浸漬法により熱気流中で互いに衝突
   させることによつて、前記構造用粉末素材の表面に前記
   接合用有機弾性素材をその粒子相互の間に間隙をもつて
   付着せしめたのち、モールド内に充填し、加熱または加
   圧して前記構造用粉末素材が前記接合用有機弾性素材に
   よつて相互に接合された多孔体を成形し、ついでインク
   を含浸せしめることを特徴とするインク保持多孔体の製
   造法。 ２ 粉末状の接合用有機弾性素材が熱可塑性樹脂粉末で
   ある特許請求の範囲第１項記載の方法。