(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メラミン樹脂発泡体からなる廃インク吸収体の製造方法であって、メラミンとホルムアルデヒドとを含む単量体を反応させて得られる前縮合体、下記の式（１）によって表されるハイドロフルオロエーテルからなる発泡剤及び触媒を含有する発泡樹脂原料を成形型に注入し、発泡、硬化させることを特徴とする廃インク吸収体の製造方法。
ＣnＨ2n+1ＯＣmＦ2m+1          （１）
（但し、ｎ＝１〜４、ｍ＝１〜８である。）
【請求項２】
上記前縮合体を１００重量部とした場合に、上記発泡剤が１〜８０重量部である請求項１記載の廃インク吸収体の製造方法。
【請求項３】
下記のパック率を２．５〜２０とする請求項１又は２記載の廃インク吸収体の製造方法。
パック率＝型成形によって得られるメラミン樹脂発泡体の密度／同量の発泡原料をオープン発泡させた場合の発泡体の密度
【請求項４】
上記メラミン樹脂発泡体の表面に塗料を吹き付け、塗布した後、固化させ、上記表面に、樹脂皮膜を形成する請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の廃インク吸収体の製造方法。
【請求項５】
上記塗料は、沸点が８０℃以下の溶剤と、該溶剤に溶解し得る樹脂とを含み、不揮発分が１０〜５０重量％、揮発分が５０〜９０重量％である請求項４記載の廃インク吸収体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃インクを吸収し易く、且つ吸収した廃インクを構成する水等の液体成分が蒸散し得る廃インク吸収体の製造方法に関する。本発明の方法により製造された廃インク吸収体は、インクジェット方式のプリンタなどの印字ヘッドの清掃によって生ずる廃インクを吸収するための廃インク吸収体として利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ等に接続される記録端末であるプリンタ、特に、インクジェット方式のプリンタなどでは、印字ヘッドの清掃によって廃インクが生ずる。この廃インクは、不織布、フェルト等に高分子吸水ゲルをコーティングし、又は含浸させてなる廃インク吸収体に吸収され、水等の液体成分はプリンタ外へ蒸散し、廃インク吸収体には不揮発分が残留する。
【０００３】
この廃インク吸収体としては、従来、パルプ等からなる不織布及びフェルトなどに高分子吸水ゲルをコーティングし、又は含浸させたものが多用されている。しかし、これらの廃インク吸収体では、界面活性剤等の電解質など、インクの成分によって廃インクを吸収する性能が左右されるとの問題がある。また、不織布は、その厚さが高々８ｍｍ程度であり、例えば、この不織布を４枚重ねて容量７００ｃｃの廃インク吸収体として使用されているが、このように厚さが制限されるため、形状の自由度が損なわれるとの欠点もある。更に、不織布、フェルト等は、密度が０．１〜０．３ｇ／ｃｍ3程度と必ずしも軽量とはいえず、プリンタの軽量化の面でも不利である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の従来の問題を解決し、廃インクを十分に吸収し、且つこの廃インクを構成する水等の液体成分が蒸散し得る廃インク吸収体の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１発明の廃インク吸収体の製造方法は、メラミン樹脂発泡体からなる廃インク吸収体の製造方法であって、メラミンとホルムアルデヒドとを含む単量体を反応させて得られる前縮合体、前記の式（１）によって表されるハイドロフルオロエーテルからなる発泡剤及び触媒を含有する発泡樹脂原料を成形型に注入し、発泡、硬化させることを特徴とする。この廃インク吸収体は、プリンタの印字ヘッドの清掃によって生ずる廃インクを吸収し、この廃インクに含まれる不揮発分が含浸され、保持されるものである。そして、プリンタの構造等によって、所定形状及び所要寸法のものがプリンタ内の適宜の位置に配設される。
【０００８】
上記「メラミン樹脂発泡体」は、主原料である上記「前縮合体」に、触媒、乳化剤及び発泡剤などを配合し、混合した後、加熱、或いは電子線の照射等、適宜の手段によって、発泡、硬化させて得られる。前縮合体を生成させるための「メラミン」と「ホルムアルデヒド」とのモル比は、メラミン：ホルムアルデヒド＝１：１．５〜４、特に１：２〜３．５とすることが好ましい。また、数平均分子量が２００〜１０００、特に２００〜４００の前縮合体が好ましい。尚、ホルムアルデヒドとしては、通常、その水溶液であるホルマリンが使用される。更に、メラミン樹脂発泡体は、注型後、電子線の照射等を行わない限り、発泡せず、体積膨張することがないため、他の発泡樹脂と比べ、作業性に優れるとの利点がある。
【０００９】
上記「単量体」としては、「メラミン」と「ホルムアルデヒド」の他に、この単量体を１００重量部とした場合に、５０重量部、特に、２０重量部までの各種の単量体を使用することができる。メラミンに対応する他の単量体としては、アルキル置換メラミン、尿素、ウレタン、カルボン酸アミド、ジシアンジアミド、グアニジン、スルフリルアミド、スルホン酸アミド、脂肪族アミン、フェノール及びその誘導体などを使用することができる。また、アルデヒド類としては、アセトアルデヒド、トリメチロールアセトアルデヒド、アクロレイン、ベンズアルデヒド、フルフロール、グリオキサール、フタルアルデヒド及びテレフタルアルデヒドなどを用いることができる。
【００１１】
発泡剤としては上記「ハイドロフルオロエーテル」を使用する。ハイドロフルオロエーテルとしては、ＣＦ3ＣＦ2ＯＣＨ3、（ＣＦ3）2ＣＦＯＣＨ3、ＣＦ3（ＣＦ2）3ＯＣＨ3、ＣＦ3（ＣＦ2）3ＯＣ2Ｈ5及び（ＣＦ3）2ＣＦＣＦ2ＯＣＨ3等が挙げられる。これらのうちでは、沸点が低いＣＦ3ＣＦ2ＯＣＨ3（沸点；３４℃）及び（ＣＦ3）2ＣＦＯＣＨ3（沸点；２９℃）が、セル径が小さく、微細構造を有する発泡体とするうえで特に好ましい。また、上記「触媒」としては、通常、ギ酸が用いられる。更に、乳化剤としては、スルホン酸ナトリウム等の陰イオン界面活性剤などを使用することができる。
【００１２】
ハイドロフルオロエーテルは、前縮合体を１００重量部とした場合に、第２発明のように、「１〜８０重量部」、特に１０〜７０重量部、更には２０〜６０重量部とすることが好ましい。このように特定量のハイドロフルオロエーテルを用いることによって、より容易にセル径の小さいメラミン樹脂発泡体とすることができる。ハイドロフルオロエーテルの添加量が１重量部未満では、通常の発泡、硬化反応をさせることができない場合がある。一方、この添加量が８０重量部を越える場合は、セル径が小さい発泡体とすることが難しくなる。
【００１３】
ハイドロフルオロエーテルの添加量は３０〜５０重量部とすることがより好ましく、セル径の小さい発泡体を安定して得ることができ、廃インクを吸収し易く、且つこの廃インクを構成する水等が蒸散し得る優れた性能の廃インク吸収体を容易に得ることができる。尚、発泡剤としてペンタンを用いた従来の発泡体では、パック率が１の場合、そのセル径は５００μｍ程度である。一方、このハイドロフルオロエーテルを発泡剤として使用することにより、パック率が１、即ち、オープン発泡であっても、そのセル径が２８０〜４８０μｍ、特に２００〜４００μｍのより微細な構造の発泡体とすることができる。
【００１４】
上記「成形型」としては、電子線が透過し得る材質からなり、且つ水の気化、及び発泡原料の発泡、硬化にともなう昇温に耐えられるだけの耐熱性を有するものを使用することができる。耐熱温度は、通常、１５０℃以上であれば十分である。また、その材質としては、アクリル樹脂、ポリアセタール及びポリアミド、並びにこれらを繊維によって強化した樹脂などが挙げられる。特に、加工性、耐熱性及び耐圧性等を考慮するとアクリル樹脂が好ましい。
【００１５】
以下、型成形におけるパック率について説明する。
成形型への発泡原料の注入量は、オープン発泡によって得られる発泡体の密度をもとに調整される。オープン発泡とは、型を、閉じた空間とすることなく、開放面を設け大気圧下で自由に発泡させた発泡体及び発泡方法をいい、この密度は、上部が開放された筐体に所定量の発泡原料を投入し、電子線を照射して発泡体とし、この発泡体の重量と体積との比、即ち、嵩密度として算出される。そして、この嵩密度に基づいて発泡原料の注入量が調整され、所望の密度を有する発泡体が得られる。パック率は以下のように定義される。
パック率＝型成形によって得られる発泡体の密度／同量の発泡原料をオープン発泡させた場合の発泡体の密度
【００１６】
このパック率の定義に基づいて考えれば、オープン発泡によって得られた発泡体の体積が成形型の容積に一致する場合は、パック率は１であって、この発泡体の密度と型成形によって得られる発泡体の密度が同じになる。また、パック率が１である発泡体の体積に対して、オープン発泡させれば、その体積が２倍となる発泡原料を成形型に注入し、発泡、硬化させれば、その発泡が型によって抑えられ、嵩密度が２倍の発泡体となり、パック率は２となる。
【００１７】
このパック率は、第３発明のように、「２．５〜２０」とすることが好ましい。パック率を２．５〜２０とすることにより、セル径が５０〜１００μｍの微細な構造を有するメラミン樹脂発泡体からなる廃インク吸収体を容易に得ることができる。また、上記の発泡剤を使用し、パック率を５〜２０とすれば、セル径が５０〜８０μｍ程度の発泡体からなる廃インク吸収体が得られ、パック率を１０〜２０とすれば、セル径が５０〜７０μｍ程度の発泡体からなる廃インク吸収体が得られる。
【００１８】
パック率が２．５未満では、発泡、硬化しつつある樹脂が型内に充満せず、欠肉を生じ易く、不良率が高くなるため好ましくない。また、セル径も大きく、微細構造とならず、型成形の長所を生かすことができない。一方、パック率が２０を越える場合は、密度の低い発泡体とすることができないばかりか、内圧が高くなり、型の消耗が激しくなる傾向にある。更に、型の重ね合わせ部から発泡原料が漏洩し、作業性が低下することもある。
【００１９】
電子線の照射は、その電力消費量が発泡原料に対して５００〜１０００ｋＷ、特に６００〜８００ｋＷとなるように調整する。この電力消費量が過少であると発泡せず、低密度の硬化体が得られるにすぎない。また、電力消費量が過多である場合は、発泡時の圧力が著しく高くなり、型の消耗が激しいばかりか、爆発の危険性すらあり、好ましくない。
【００２０】
メラミン樹脂発泡体、特に５０〜１００μｍのセル径を有する微細構造の発泡体からなる廃インク吸収体とすれば、廃インクを吸収し、且つこの廃インクの液体成分が蒸散する性能に優れた廃インク吸収体を得ることができる。しかし、メラミン樹脂発泡体は強度が十分ではなく、脆いため、取り扱い時にはその点に留意する必要がある。そのため、第４発明のように、メラミン樹脂発泡体の表面に塗料を吹き付け、塗布した後、固化させ、この表面に「樹脂皮膜」を形成することが好ましい。
【００２１】
このように樹脂皮膜を形成することにより、メラミン樹脂発泡体は強化され、取り扱い易くなる。但し、廃インク吸収体の全面に樹脂皮膜を形成した場合は、廃インクを吸収する性能が低下したり、吸収された廃インクを構成する水等の液体成分が蒸散せずにそのまま吸収体に残存して、比較的短期間のうちに飽和してしまって、それ以上廃インクを吸収することができなくなる等の問題を生ずることがある。第４発明では、スプレー塗装等、「吹き付け法」によって塗膜を形成し、これを乾燥し、固化させて樹脂皮膜を形成する。このスプレー塗装等においては、樹脂成分が被塗装面に被着する前に溶剤等の揮発分が散逸するため、塗膜及びこの塗膜が固化してなる樹脂皮膜は、被塗装面の全面に均一に、且つまだら状に形成される。このようにすれば、廃インクを吸収し、且つ吸収された廃インクの液体成分が蒸散し得る通気性を備える廃インク吸収体とすることができる。また、廃インク吸収体の表面からの樹脂発泡体の剥落を抑えることができる。
【００２２】
この樹脂皮膜を形成するための塗料としては、吹き付け塗装することができ、塗膜を常温で、若しくはメラミン樹脂発泡体が劣化しない程度の温度に加熱することにより、容易に硬化させることができるものを使用することができる。このような塗料としては、アクリル樹脂、メラミン・アルキッド樹脂、フタル酸樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂及びビニル樹脂等を含有する各種の塗料が挙げられる。これらの塗料は、いずれも特に制限されることなく使用することができるが、溶剤に十分に溶解させるためには、その溶解度パラメータが近似していることが好ましい。この塗料としては、第５発明のように、「沸点が８０℃以下の溶剤と、該溶剤に溶解し得る樹脂とを含み、不揮発分が１０〜５０重量％、揮発分が５０〜９０重量％」である物がとくに好ましい。この塗料を使用することにより、樹脂皮膜が形成された廃インク吸収体を容易に製造することができる。
【００２３】
沸点が８０℃以下の溶剤としては、アセトン（沸点；５６．５℃）、酢酸エチル（沸点；７７．１℃）、メチルエチルケトン（沸点；７９．６℃）、メタノール（沸点；６４．５℃）及びメチレンクロライド（沸点；３９．７℃）等が挙げられる。沸点が８０℃を越える溶媒は、散逸することなく被塗装面を濡らすため、被塗装面が乾燥するのを待つ必要があり作業性に劣る。また、溶剤が廃インク吸収体の内部にまで浸透し、揮発し難くなるとの問題もある。更に、廃インク吸収体の全面を覆って樹脂皮膜が形成され、廃インクを吸収する性能が低下し、且つ、吸収された廃インクを構成する水等の液体成分が蒸散し難くなるため好ましくない。また、不揮発分が１０重量％未満であり、溶剤等、揮発分が過剰である場合は、廃インク吸収体を十分に強化することができず、その表面からの樹脂発泡体の剥落を抑えることができない。一方、不揮発分が５０重量％を越える場合は、スプレー塗装の作業性が低下するとともに、溶剤が散逸し難くなるため好ましくない。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例によって詳しく説明する。
（１）廃インク吸収体の製造
実施例１
下記の組成の発泡原料をプロペラミキサーに投入し、常温、常圧下、プロペラの回転数３０００ｒｐｍで４５秒間攪拌した。
トリメチロールメラミン                    ３７重量部
水                                        １３重量部
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム    ７．５重量部
ギ酸（純度；８７％）                        ２重量部
ＣＦ3ＣＦ2ＯＣＨ3（住友スリーエム株式会社製、商品名「ＨＦＥ７１００」）                                          １５重量部
【００３０】
その後、この原料をアクリル樹脂製の成形型に投入した。原料の投入量はパック率が２．５となるように調整した。次いで、成形型を出力７５０Ｗの家庭用電子レンジ（株式会社東芝製、商品名「ＢＭＯ３０２Ｊ１」）に収納し、電子線を２分２０秒間照射し、発泡、硬化させた。原料の注入から電子線の照射までの時間は７分であった。このようにして１００μｍ程度のセル径を有するメラミン樹脂発泡体を得た。この発泡体の寸法は２４６．６（幅）×８３（奥行き）×７．７（厚さ）ｍｍであった。その後、発泡体の側面を含む全表面に１液型ウレタン樹脂塗料（セメダイン株式会社製、商品名「Ｇ−８４３−３」）１００重量部にアセトン（沸点；５６．５℃）を３０重量部添加した塗料（不揮発分；１０重量％、揮発分；９０重量％）をスプレー塗装した。この塗料の被着量は１６ｇ／ｍ2であった。次いで、塗膜を常温で固化させ、表面がまだら状のウレタン樹脂皮膜によって強化された廃インク吸収体を得た。
【００３１】
比較例１
アセトンに代えてイソプロピルアルコールを使用した他は、実施例１と同様にして塗料をスプレー塗装した。その結果、この塗料の被着量は２０ｇ／ｍ2  であり、イソプロピルアルコールが発泡体の内部に浸透してしまって十分に乾燥することができなかった。
【００３２】
比較例２
１液型ウレタン樹脂塗料の不揮発分が６０重量％となるように調製した他は、実施例１と同様にして塗料をスプレー塗装した。その結果、塗料の粘度が高く、この塗料をまだら状に吹き付けることができなかった。また、被塗装面の全面が樹脂皮膜によって覆われ、廃インクの吸収及びこの廃インクに含まれる水等の蒸散も十分ではなかった。
【００３３】
（２）従来品との性能比較
上記（１）において製造した本発明の廃インク吸収体と、同寸法の従来品、即ち、パルプからなる不織布及びフェルトにより構成される廃インク吸収体の重量を化学天秤によって秤量した。また、水及びインク（ＰＭＩＣ１Ｃ  ５色同量混合）を使用し、これらの廃インク吸収体の浸透能力（吸収された水等が吸収体内を浸透していく性能）及び吸収容量（吸収体が水等を吸収し、保持し得る性能）を下記の方法によって測定した。結果を表１に示す。
【００３４】
（ａ）浸透能力；廃インク吸収体の幅方向の片端面から１５ｍｍの部分を２３℃の水又はインクに１２０分間浸漬した場合の重量増加を測定する。
浸透能力（ｇ）＝水又はインクに浸漬した後の廃インク吸収体の重量−水又はインクに浸漬する前の重量
（ｂ）吸収容量；廃インク吸収体を２３℃の水又はインク５００ｇに１０分間浸漬した後、この廃インク吸収体の適宜の角部を支持して常温の空気中に５０分間吊り下げ、その後、再び重量を測定する。
吸収容量（ｇ）＝水又はインクに浸漬し、その後、空気中に吊り下げた後の廃インク吸収体の重量−水又はインクに浸漬する前の重量
【００３５】
【表１】
0004017243.tif 000002
【００３６】
表１の結果によれば、メラミン樹脂発泡体からなる本発明の方法により製造された廃インク吸収体では、不織布及びフェルトからなる従来の廃インク吸収体に比べて非常に軽量であることが分かる。また、廃インク吸収体に水若しくはインクが浸透していく能力も、本発明の方法により製造された廃インク吸収体は、従来品に比べて非常に優れている。更に、本発明の方法により製造された廃インク吸収体では、水とインクとで浸透能力にほとんど差はないが、フェルトからなる従来品では、インクの場合、水に比べて浸透能力が相当に低いことが分かる。また、吸収容量も本発明の方法により製造された廃インク吸収体のほうが従来品より大きく、インクの場合には、その差が大きくなっている。このように、本発明の方法により製造された廃インク吸収体は、特にインクの場合に、従来品に比べてより優れた性能を有するものであることが分かる。
【００３７】
（３）水の蒸発率の評価
上記（１）において製造した本発明の方法により製造された廃インク吸収体と、同寸法のパルプからなる不織布により構成される従来の廃インク吸収体について、吸収された水の蒸発率を下記の方法によって評価した。結果を図１に示す。
（ｃ）蒸発率；廃インク吸収体に飽和量の水を吸収させた後、廃インク吸収体ケースに収納し、これらを蓋をせずに４０℃に調温された乾燥機に収容し、その重量を経時的に測定し、下記の式によって蒸発率を求めた。結果を図１に示す。
蒸発率（％）＝［（飽和量の水を吸収した廃インク吸収体の初期の重量−所定時間経過後の重量）／飽和量の水を吸収した廃インク吸収体の初期の重量］×１００
【００３８】
上記のようにして測定した水の蒸発量は、本発明の方法により製造された廃インク吸収体のほうが従来品に比べて経過時間にかかわりなく僅かに多かった。しかし、図１のように、蒸発率にはほとんど差はなく、本発明の方法により製造された廃インク吸収体では、その表面に強化皮膜が形成され、廃インクが吸収され、また、水等の液体成分が蒸散し得る表面積が小さくなっているにもかかわらず、水等が従来品と同様に蒸散し得るものであることが分かる。
【００３９】
尚、本発明においては、上記の具体的な実施例に限られず、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。例えば、上記原料組成は、トリメチロールメラミンを１００重量部とした場合に、水を１０〜５５重量部、ギ酸等の触媒を０．２〜１５重量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等の乳化剤を８〜３０重量部、及びＣＦ3ＣＦ2ＯＣＨ3等のヒドロキシフルオロエーテルを１〜６０重量部とすることができる。このような組成の原料を使用すれば、同様に優れた性能の廃インク吸収体を生成させることができる。また、原料の注入から電子線の照射までの時間は５〜１０分程度とすることができ、成形型に原料を注入した後の操作、工程には十分な余裕がある。
【００４０】
【発明の効果】
第１発明では、特定の発泡剤を使用することにより、セル径の小さい廃インク吸収体を容易に製造することができる。特に、第２発明のように、特定量の発泡剤を使用し、第３発明のパック率とすることによって、容易により微細な構造を有する、優れた性能の廃インク吸収体とすることができる。更に、第４発明のように、特に第５発明の特定の塗料を使用し、その表面に樹脂皮膜を設けて強化することにより、実用的な強度を有し、取り扱い易い廃インク吸収体を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の方法により製造された廃インク吸収体と、パルプからなる不織布により構成される従来の廃インク吸収体との、吸収された水の蒸発率を比較して表わすグラフである。
【図１】
0004017243.tif 000003