JPH10298470A

JPH10298470A - インクの脱気方法及びインク脱気装置

Info

Publication number: JPH10298470A
Application number: JP11256197A
Authority: JP
Inventors: Kenji Watari; 謙治亘; Satoru Takeda; 哲竹田; Masumi Kobayashi; 真澄小林; Makoto Uchida; 誠内田
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1997-04-30
Publication date: 1998-11-10

Abstract

(57)【要約】【課題】インクから溶存ガスを除去するに際して、系
内の圧力損失が低く、更に圧力変化時における中空糸膜
の破損のないインクの脱気をおこなうこと。【解決手段】気体透過性を有し、内径が５０〜５００
μｍ、膜厚が１０〜１５０μｍである中空糸膜内にイン
クを通液し、中空糸膜の外表面側を減圧することによ
り、インク中の溶存気体を除去することを特徴とするイ
ンクの脱気方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンター等に利
用されるインクの製造工程において、その印刷物の解像
度や鮮明さを損なう要因となったり、微細な気泡発生を
引き起こす溶存ガスを、インク中から除去するためのイ
ンクの脱気方法及びインク脱気装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンター等に利用されるインクにおい
ては、インク中に含まれる溶存気体が、その印刷物の解
像度や鮮明さを損なったり、微細な気泡発生を引き起こ
す要因となる。インク中から溶存気体を脱気する方法と
しては、大きく分けて、煮沸や減圧等の物理的方法によ
り脱気する方法と、吸収剤をインク中に混入させる化学
的方法とがあるが、物理的方法においては脱気の程度が
充分でなかったり、インクの劣化を引き起こす等の不都
合を有する。また、化学的方法においても、インク中の
染料の変質を引き起こす等の不都合を有する。

【０００３】これらを解決する方法として、特開平５−
１７７１２号公報には、気体透過性のある中空糸膜内に
インクを通液し、中空糸膜の外表面側を減圧することに
より、インクジェット記録用インク中の溶存気体を透
過、除去する方法が記載されている。中空糸膜を用いて
インク中の溶存ガスの除去を行うと、インクの物性に悪
影響を与えずに効率よくインク中の溶存気体を除去する
ことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
５−１７７１２号公報に記載されたインクの脱気方法に
おいては、その内径が２０〜３０μｍである中空糸膜を
用いているため、中空糸膜モジュール内の圧力損失が高
くなる。よって系全体の機械的強度を高く設定する必要
があり、コストアップの原因となる。また、真空ポンプ
により中空糸膜外表面側の減圧を開始する際や、常圧に
戻す際に、中空糸膜が振動、接触し、中空糸膜が破損し
やすいといった不都合を有する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、この様な不都
合に鑑みてなされたものであり、インクから溶存ガスを
除去する方法において、系内の圧力損失が低く、更に圧
力変化時における中空糸膜の破損のないるインクの脱気
方法及びインク脱気装置の開発を目的としてなされたも
のである。

【０００６】本発明のインクの脱気方法は、気体透過性
を有し、内径が５０〜５００μｍ、膜厚が１０〜１５０
μｍである中空糸膜内にインクを通液し、中空糸膜の外
表面側を減圧することにより、インク中の溶存気体を除
去することをその要旨とするものである。内径が５０〜
５００μｍ、膜厚が１０〜１５０μｍである中空糸膜を
用いることにより、系内の圧力損失が低く、かつ圧力の
変動が起こった際にも中空糸膜の損傷が少ないインクの
脱気を行うことができる。

【０００７】好ましくは、中空糸膜内を通過したインク
を一旦合流させた後、他の中空糸膜内に通液させると、
インク内の溶存ガス濃度が一旦均一化された後他の中空
糸膜により再び脱気されるので、高い脱気効率で溶存ガ
スを除去することができる。また、中空糸膜として、非
多孔質層の両面に多孔質層が配された三層構造を有する
複合中空糸膜を用いると、インクのリークが少なく、か
つ脱気効率の高いインクの脱気を行うことができる。

【０００８】複合中空糸膜として、非多孔質層の厚みが
０．３〜２μｍであり、多孔質層の厚みがそれぞれ５〜
１００μｍである複合中空糸膜を用いると、機械的強度
が高く、かつ脱気を行う際の気体の透過量を向上させる
ことができる。

【０００９】更に好ましくは、複合中空糸膜として、多
孔質層の孔径が０．０１〜１μｍである複合中空糸膜を
用いると、非多孔質層がインクによって濡れにくくな
り、インクによる非多孔質層の劣化が低減されるととも
に、脱気を行う際の気体の透過量を向上させることがで
きる。

【００１０】本発明のインク脱気装置は、インク導入口
と、インク導入口に連通した導入接続口と、インク導出
口と、インク導出口に連通した導出接続口と、気体排気
口とが設けられた缶体と、気体透過性を有し、内径が５
０〜５００μｍ、膜厚が１０〜１５０μｍである中空糸
膜の両端が開口状態を保ちながら固定部材により固定さ
れた中空糸膜モジュールとからなり、固定部材を導入接
続口及び導出接続口に接続したことをその要旨とするも
のである。

【００１１】また、中空糸膜モジュールが複数個の中空
糸膜モジュールからなり、モジュール間でインク合流室
を形成するように連結された中空糸膜モジュールである
インク脱気装置は、インク中の溶存ガス濃度が、インク
合流室で一旦均一化された後に次の中空糸膜モジュール
に送液されるので、脱気効率の高いインク脱気装置とす
ることができる。

【００１２】好ましくは、中空糸膜として、非多孔質層
の両面に多孔質層を配した三層構造を有する複合中空糸
膜を用いると、インクのリークが少なく、かつ高い脱気
効率で溶存気体を脱気可能なインク脱気装置とすること
ができる。

【００１３】複合中空糸膜として、非多孔質層の厚みが
０．３〜２μｍであり、多孔質層の厚みがそれぞれ５〜
１００μｍである複合中空糸膜を用いると、機械的強度
が高く、気体の透過量の高いインク脱気装置とすること
ができ好ましい。

【００１４】更に好ましくは、複合中空糸膜として、多
孔質層の孔径が０．０１〜１μｍである複合中空糸膜を
用いると、非多孔質層がインクによって濡れにくくイン
クによる非多孔質層の劣化が低減されるとともに、気体
の透過量の高いインク脱気装置とすることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に従い本発明を更に詳
細に説明する。図１は、本発明のインク脱気装置の一例
を示す断面模式図である。中空糸膜モジュールが、缶体
容器６及びその上下に配設された缶体キャップ７とから
なる缶体内に収納されており、缶体容器６と、缶体キャ
ップ７とは、ガスケット８により気密に接続される。

【００１６】図２は、中空糸膜モジュールの構造を示す
断面模式図である。壁面に多数の孔あるいは空隙を有す
る円筒多孔ケース１の中に、その内径が５０〜５００μ
ｍ、膜厚が１０〜１５０μｍであって気体透過性を有す
る中空糸膜２が多数本収納されており、中空糸膜２は円
筒多孔ケース１の両端部で中空糸膜の端部がそれぞれ開
口するように固定部材３で集束、固定されている。ま
た、円筒多孔ケース１の端部外周部の２カ所に接続用Ｏ
リング４を装着している。

【００１７】円筒多孔ケース１の材質は、適度な機械的
強度を有するとともに、インクに対して耐久性を有する
ものが良く、例えば硬質ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカー
ボネート、ポリスルフォン系樹脂、ポリプロピレン等の
ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、
変性ＰＰＯ樹脂等を用いることができる。

【００１８】中空糸膜２は、気体透過性を有し、内径が
５０〜５００μｍ、膜厚が１０〜１５０μｍの範囲内に
ある。内径及び膜厚がこの様な範囲内にある中空糸膜を
用いることにより、中空糸膜モジュール内の圧力損失が
低く、更に中空糸膜の振動等が起こっても、中空糸膜が
破損することなくインクの脱気処理を行うことができ
る。この様な中空糸膜としては、多孔質の中空糸膜或い
は非多孔質の均質層からなる中空糸膜を用いることがで
きる。好ましくは、気体透過性の非多孔質層の両面に、
多孔質層が配された三層構造を有する複合中空糸膜を用
いると、インクのリークが無く、かつ溶存気体の除去効
率に優れた、インクの脱気を行うことができる。

【００１９】この様な複合中空糸膜の非多孔質層を構成
するポリマー素材としては、ガス透過性の優れたシリコ
ンゴム系ポリマーを始めとして、ポリジメチルシロキサ
ン、シリコンとポリカーボネートの共重合体等のシリコ
ンゴム系ポリマー、ポリ４−メチルペンテン−１、低密
度ポリエチレン等のポリオレフィン系ポリマー、パーフ
ルオロアルキル系ポリマー等のフッ素含有ポリマー、エ
チルセルロース等セルロース系ポリマー、ポリフェニレ
ンオキサイド、ポリ４−ビニルピリジン、ウレタン系ポ
リマー及びこれらポリマー素材の共重合体あるいはブレ
ンドポリマー等を用いることができる。

【００２０】また、多孔質層を構成するポリマー素材と
しては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ３−メチ
ルブテン−１、ポリ４−メチルペンテン−１等のポリオ
レフィン系ポリマー、ポリフッ化ビニリデン、ポリテト
ラフルオロエチレン等のフッ素系ポリマー、ポリスチレ
ン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン
等のポリマーを用いることができる。

【００２１】非多孔質層を構成するポリマー素材と、多
孔質層を構成するポリマー素材との組み合わせについて
は特に限定されず、異種のポリマーはもちろん、同種の
ポリマーであっても構わない。

【００２２】複合中空糸膜として、非多孔質層の厚みが
０．３〜２μｍ、多孔質層の厚みがそれぞれ５〜１００
μｍの範囲内にある複合中空糸膜を用いると、機械的強
度が高く、破損等が発生しにくくなるとともに、気体の
透過量が向上するため好ましい。更に好ましくは、複合
中空糸膜として、多孔質層の孔径が０．０１〜１μｍで
ある複合中空糸膜を用いると、非多孔質層が濡れにく
く、インクによる非多孔質層の劣化が低減されるととも
に、気体の透過量が高くなり好ましい。

【００２３】このような三層構造を有する複合中空糸膜
は、例えば多重円筒型の複合紡糸ノズルを用いて均質層
を形成するポリマーと多孔質層を形成するポリマーと溶
融紡糸し、次いで均質層を多孔質化することなく多孔質
層となる部分だけを多孔質化する条件で延伸する方法に
より製造することができる。

【００２４】固定部材３は、多数の中空糸膜の両端を開
口状態を保ったまま固定するとともに、インク流路側と
排気される気体流路側を気密に仕切る部材として機能す
る。固定部材３には、エポキシ樹脂、不飽和エポキシ樹
脂、ポリウレタン樹脂等の液状樹脂を硬化させたもの
や、ポリオレフィン等を溶融、冷却固化させたものを用
いることができる。

【００２５】中空糸膜モジュールの形状は、中空糸膜の
束の両端が固定部材で集束、固定されてなり、ドレンが
容易に除去できる構造であれば特に限定されないが、円
筒多孔ケースに収納された形態を有するものは、中空糸
膜モジュールの加工時に中空糸膜の損傷を防ぎ、かつ中
空糸膜モジュールを高度な寸法精度で加工することが可
能であることから好ましい。

【００２６】中空糸膜モジュールの固定部材の１つは、
上部に設けられた缶体キャップ７においてインク導出口
１１に連通して設けられた導出接続口１０'に接続され
る。また、他の固定部材は、下部に設けられた缶体キャ
ップ７においてインク導入口９に連通して設けられた導
入接続口１０に接続される。

【００２７】缶体容器６の上部及び下部に接続された缶
体キャップ７には、真空ポンプ等に接続して缶体内を真
空に減圧するための排気口１２が配設されており、缶体
内を減圧することにより、インク中から、中空糸膜を介
して溶存気体が除去される。なお、この排気口は缶体容
器６に配設されていても差し支えない。

【００２８】インク導入口９から供給されたインクは、
導入接続口１０をへて中空糸膜モジュールに送液され、
中空糸膜の中空部を流れながら、中空糸膜面を通して脱
気処理を受ける。脱気処理を受けたインクは、インク導
出口１１から取り出される。

【００２９】また、下部に配設された缶体キャップ７に
は凝縮液を適宜缶体外へ除去するためのコック１４を付
設したドレン抜き口１３が配設されており、インクから
中空糸膜を介して揮発した水蒸気等が凝縮したドレン液
を缶体外へ簡易に排出することができる。

【００３０】図３は、本発明のインク脱気装置の他の一
例を示す断面模式図である。本形態例においては、複数
個の中空糸膜モジュールが連結した中空糸膜モジュール
が配設されており、中空糸膜モジュールの開放された固
定部材の１つが、インク導入口９に連通した導入接続口
１０に配設されるとともに、開放された他の固定部材
が、インク導出口１１に連通した導出接続口１０'に接
続される。

【００３１】図４は、中空糸膜モジュールの接続部分を
示す断面模式図である。中空糸膜モジュールは、連結材
５により、多段に連結されており、連結部においてイン
ク合流室１５が形成される。連結材５は、機械的強度及
びインクに対する耐久性を有するものであれば良く、例
えば硬質ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート、ポリ
スルフォン系樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン
系樹脂、アクリル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、変性ＰＰＯ樹脂
等や、ステンレス等の金属製のものも適している。

【００３２】インク導入口９から供給されたインクは、
缶体内の中空糸膜モジュールにおいて中空糸膜の中空部
を流れながら、中空糸膜面を通して脱気処理を受ける。
一つの中空糸膜モジュールの中空糸膜内を通過したイン
クは、中空糸膜モジュール間に形成されるインク合流室
１５内で一旦合流するため、インク中の溶存ガス濃度が
均一化された後、次の中空糸膜モジュールに送液され
る。そのため、インク合流室を有さない中空糸膜モジュ
ールを使用した場合に較べ、膜面積当たりの除去効率が
向上し、高いインク処理量でインク内の溶存ガスの除去
を行うことができる。

【００３３】また、中空糸膜モジュールは、接続材５で
接続されているので容易に取付及び取り外しを行うこと
ができるので簡易に交換が可能である。また、缶体の長
さ応じて、モジュールの長さや接続材の数を変えること
により、容易に最適な設計を行うことができる。また、
複数個の中空糸膜モジュールを接続する場合には、図３
の様な直列方向の接続だけでなく、複数個の導入接続口
及び導出接続口を設けて、中空糸膜モジュールを並列に
接続することもできる。

【００３４】

【発明の効果】本発明のインクの脱気方法及び脱気装置
によれば、気体透過性を有し、内径が５０〜５００μ
ｍ、膜厚が１０〜１５０μｍである中空糸膜内にインク
を通液し、中空糸間膜の外表面側を減圧することによ
り、インク中の溶存気体を除去するので、低い圧力損失
でインクの脱気を行うことができるとともに、圧力の変
化が生じた際においても、中空糸膜が破損することがな
く、安定したインクの脱気を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のインク脱気装置の一例を示す
縦断模式図である。

【図２】図２は、本発明のインク脱気装置に用いる中空
糸膜モジュールの一例を示す断面模式図である。

【図３】図３は、本発明のインク脱気装置の他の一例を
示す縦断模式図である。

【図４】図４は、本発明のインク脱気装置に用いる中空
糸膜モジュールの一例を示す断面模式図である。

【符号の説明】

１円筒多孔ケース２中空糸膜３固定部材４Ｏリング５連結材６缶体容器７缶体キャップ８ガスケット９インク導入口１０導入接続口１０' 導出接続口１１インク導出口１２排気口１３ドレン抜き口１４コック１５インク合流室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内田誠東京都中央区京橋二丁目３番19号三菱レイヨン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気体透過性を有し、内径が５０〜５００
μｍ、膜厚が１０〜１５０μｍである中空糸膜内にイン
クを通液し、中空糸膜の外表面側を減圧することによ
り、インク中の溶存気体を除去することを特徴とするイ
ンクの脱気方法。
【請求項２】中空糸膜内を通過したインクを一旦合流
させた後、他の中空糸膜内に通液することを特徴とする
請求項１記載のインクの脱気方法。
【請求項３】中空糸膜が、非多孔質層の両面に多孔質
層が配された三層構造を有する複合中空糸膜であること
特徴とする請求項１または２記載のインクの脱気方法。
【請求項４】非多孔質層の厚みが０．３〜２μｍであ
り、多孔質層の厚みがそれぞれ５〜１００μｍである複
合中空糸膜を用いることを特徴とする請求項３記載のイ
ンクの脱気方法。
【請求項５】多孔質層の孔径が０．０１〜１μｍであ
る複合中空糸膜を用いることを特徴とする請求項４記載
のインクの脱気方法。
【請求項６】インク導入口と、インク導入口に連通し
た導入接続口と、インク導出口と、インク導出口に連通
した導出接続口と、気体排気口とが設けられた缶体と、
気体透過性を有し、内径が５０〜５００μｍ、膜厚が１
０〜１５０μｍである中空糸膜の両端が開口状態を保ち
ながら固定部材により固定された中空糸膜モジュールと
からなり、固定部材を導入接続口及び導出接続口に接続
したことを特徴とするインク脱気装置。
【請求項７】中空糸膜モジュールが複数個の中空糸膜
モジュールからなり、モジュール間でインク合流室を形
成するように連結された中空糸膜モジュールであること
を特徴とする請求項６記載のインク脱気装置。
【請求項８】中空糸膜が、非多孔質層の両面に多孔質
層が配された三層構造を有する複合中空糸膜であること
を特徴とする請求項６または７記載のインク脱気装置。
【請求項９】非多孔質層の厚みが０．３〜２μｍであ
り、多孔質層の厚みがそれぞれ５〜１００μｍである複
合中空糸膜を用いることを特徴とする請求項８記載のイ
ンク脱気装置。
【請求項１０】多孔質層の孔径が０．０１〜１μｍで
ある複合中空糸膜を用いることを特徴とする請求項９記
載のインク脱気装置。