(57)【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、
上記整泡剤は、その１重量％水溶液の表面張力が２５〜４５ｄｙｎｅ／ｃｍであり、且つ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６０ｄｙｎｅ／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】
上記整泡剤は、その１重量％水溶液の表面張力が３１〜４５ｄｙｎｅ／ｃｍである請求項１記載のインク保持体。
【請求項３】
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、半硬質フォームである請求項１、２又は３記載のインク保持体。
【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、上記整泡剤は、その１重量％水溶液の表面張力が２５〜４５ｄｙｎｅ／ｃｍであり、且つ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６０ｄｙｎｅ／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。
【０００７】
更に、第２発明は、上記整泡剤は、その１重量％水溶液の表面張力が３１〜４５ｄｙｎｅ／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、２５〜４５ｄｙｎｅ／ｃｍ、更には３１〜４５ｄｙｎｅ／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、ＮＤＩ、ＰＰＤＩ、ＸＤＩ、ＴＭＸＤＩ或いは脂肪族系のＨＤＩ、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、ＤＯＰ、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１５０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３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４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】
<１>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】
<２>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】
<３>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」
<４>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「ＴＤＩ−８０」
【００１９】
【表１】
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【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ことが分かる。一方、整泡剤の表面張力が３１ｄｙｎｅ／ｃｍである実施例１では、フォームの表面張力が６１ｄｙｎｅ／ｃｍと高く、比較例２〜４と比べて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２及び３では、表面張力がそれぞれ６３並びに６４ｄｙｎｅ／ｃｍと非常に高く、比較例２〜４と比べて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、特定の高い表面張力を有する整泡剤及び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く、より良好な印字品質が維持される。また、第２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３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４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。