CN107614271B - 供墨管 - Google Patents

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Abstract

本发明的供墨管的特征在于，其是由内层、中间层及外层构成的供墨管，所述内层与墨接触，所述中间层至少由三层构成，中间层包括第一中间层、第二中间层和第三中间层，内层由具有耐溶剂性、氧阻隔性和低透湿性的乙烯—四氟乙烯共聚树脂、四氟乙烯—全氟烷氧基烷烃共聚树脂和改性全氟烷氧基系树脂中的任意树脂构成，第一中间层由对内层或第二中间层具有熔合性的聚酰胺树脂构成，第二中间层由具有氧阻隔性的乙烯—乙烯醇共聚树脂构成，第三中间层由对第二中间层或外层具有熔合性且具有低透湿性的接合性聚烯烃树脂构成，外层由热可塑性树脂或弹性体构成。由此，提供具有优异的耐溶剂性和弯曲性且氧阻隔性和低透湿性更优异的用于喷墨打印机的供墨管。

Description

供墨管
技术领域
本发明涉及喷墨打印机用的供墨管。
背景技术
通常，在使用喷墨打印机的印刷中，将预先封入到墨盒内的专用墨经由供墨管供给至打印头，喷射到纸等介质上，进行印刷。
此处使用的供墨管是用以将墨稳定地从墨盒供给至打印头所不可或缺的重要构成部件。
另一方面，对于该供墨管，伴随着近年来因喷墨打印机的功能提高而引起的墨的多品种化，要求的特性也逐渐多样化。
要求这种喷墨打印机用的供墨管所具备的特性可举出：
1.耐溶剂性：维持墨接触部位对墨中使用的各种溶剂成分的耐久性；
2.氧阻隔性：防止来自外部的氧透过而引起的墨成分变质；
3.低透湿性：防止来自外部的水蒸气等湿气透过而引起的墨成分变质；
4.弯曲性：维持在弯曲成U字的状态下的管性能等。
其中，近年来，对氧阻隔性和低透湿性优异的供墨管的需求正在增加。
对供墨管而言，当氧阻隔性、低透湿性存在问题时，透过供墨管的氧、水蒸气混入墨中，造成墨成分变质，导致打印头的喷嘴堵塞、因墨内产生气泡而引起的喷出不良等，产生对印刷品质造成不良影响的问题。
为了解决这种问题，提出了耐溶剂性优异且具有氧阻隔性、低透湿性、作为多层结构具有良好的耐剥离性和挠曲性的喷墨打印机用供墨管(例如，参照专利文献1)。在该提案中，例举了三层结构的供墨管：作为内层，使用耐溶剂性、氧阻隔性、低透湿性优异的乙烯—四氟乙烯共聚树脂(ETFE树脂)；作为中间层，设置由与ETFE树脂的熔合性(fusibility)优异且氧阻隔性优异的乙烯—乙烯醇共聚树脂(EVOH树脂)构成的层；作为外层，设置由具有与中间层的熔合性和挠曲性的树脂或弹性体构成的层。
另外，作为另一结构，也例举出四层结构的供墨管：作为内层，使用乙烯—四氟乙烯共聚树脂(ETFE树脂)；作为第一中间层，设置由与ETFE树脂的熔合性优异且挠曲性优异的树脂构成的层；作为第二中间层，设置作为与第一中间层的熔合性优异且氧阻隔性优异的树脂的乙烯—乙烯醇共聚树脂(EVOH树脂)构成的层；作为外层，设置由具有与第二中间层的熔合性和挠曲性的树脂或弹性体构成的层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：专利第5199971号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
如上所述，一直以来，已知以提高氧阻隔性为目的而设置由EVOH树脂构成的层，作为EVOH树脂的缺点，可举出：氧阻隔性伴随湿度的上升而降低。
因此，为了维持优异的氧阻隔性，需要用低透湿性优异的树脂覆盖EVOH树脂层的内侧和外侧，保护EVOH树脂并提高管的低透湿性能。
关于这一点，在专利文献1中，作为发挥低透湿层的作用的材质，举出了内层的ETFE树脂、外层的聚乙烯树脂等。然而，由于将内层和外层限定为与EVOH树脂的熔合性优异且低透湿性优异的特定的树脂，因此，即使在设置各种内层和外层的情况下，对于更加提高氧阻隔性和低透湿性而言，仍有改善的余地。
本发明是鉴于以上情况完成的，其课题是提供具有优异的耐溶剂性和弯曲性且氧阻隔性和低透湿性更优异的用于喷墨打印机的供墨管。
解决问题的技术方案
即，本发明的供墨管具有以下特征。
本发明的供墨管，其特征在于，其是由内层、中间层以及外层构成的供墨管，所述内层与墨接触，所述中间层至少由三层构成，所述中间层包括第一中间层、第二中间层和第三中间层，所述内层由具有耐溶剂性、氧阻隔性和低透湿性的乙烯—四氟乙烯共聚树脂、四氟乙烯—全氟烷氧基烷烃共聚树脂和改性全氟烷氧基系树脂中的任意树脂构成，所述第一中间层由对所述内层和所述第二中间层具有熔合性且具有弯曲性的聚酰胺树脂、聚酰胺系弹性体、接合性聚烯烃树脂和聚氨酯树脂中的任意树脂构成，所述第二中间层由对所述第一中间层和所述第三中间层具有熔合性且具有弯曲性和氧阻隔性的乙烯—乙烯醇共聚树脂构成，所述第三中间层由对所述第二中间层或所述外层具有熔合性且具有弯曲性和低透湿性的接合性聚烯烃树脂、聚酰胺树脂和聚氨酯树脂中的任意树脂构成，所述外层由具有弯曲性且具有低透湿性的热可塑性树脂或弹性体构成，将封入所述供墨管的已脱气的墨在温度为20℃且湿度为60％的环境下放置3天后，所述墨的溶解氧的变化量小于3.0mg/L。
另外，在该供墨管中，优选所述第二中间层作为改性剂至少含有聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚烯烃树脂中的任意树脂。
发明效果
根据本发明的供墨管，能够提供具有优异的耐溶剂性和弯曲性且氧阻隔性和低透湿性更优异的用于喷墨打印机的供墨管。
即，通过提高氧阻隔性和低透湿性，使墨的恶化减少，例如，能够将在长期连续休息等喷墨打印机长时间不运转的情况下产生的管和喷头内的墨固化等引起的喷出不良防止于未然，能够降低维护频率。
附图说明
图1是表示本发明的供墨管的一个实施方式的层结构的概略立体图。
具体实施方式
下面，举出实施方式详细地说明本发明的供墨管。
本发明的供墨管是由内层、中间层以及外层构成的具有氧阻隔性和低透湿性的供墨管，所述中间层至少由三层构成。图1示出了本发明的供墨管的一个实施方式的层结构。
内层1是对各种溶剂具有耐受性且具有优异的氧阻隔性和低透湿性的层，具体而言，其是由乙烯—四氟乙烯共聚树脂(以下，简称为ETFE系树脂)、四氟乙烯—全氟烷氧基烷烃共聚树脂(以下，简称为PFA树脂)和改性全氟烷氧基系树脂(以下，简称为CPT树脂)中的任意树脂构成的层。
对于内层1的厚度，只要是能够表现耐溶剂性、氧阻隔性和低透湿性的厚度就没有特别的限制，通常考虑0.01～0.5mm的范围，优选考虑0.03～0.1mm的范围。
中间层由第一中间层2-1、第二中间层2-2和第三中间层2-3构成。
第一中间层2-1是与构成内层1的ETFE系树脂、PFA树脂或CPT树脂的熔合性优异、与第二中间层2-2的熔合性优异且弯曲性优异的树脂，具体而言，能够举例聚酰胺树脂、聚酰胺系弹性体、接合性聚烯烃树脂、聚氨酯树脂等。其中，从与氟系树脂的优异的熔合性的观点出发，能够优选使用聚酰胺树脂。
对于第一中间层的厚度，只要能够与内层1和第二中间层2-2牢固地熔合，就没有特别的限制，通常考虑0.01～0.5mm的范围，优选考虑0.01～0.05mm的范围。
第二中间层2-2是具有与第一中间层2-1和第三中间层2-3的优异的熔合性且具有优异的氧阻隔性的树脂，具体而言，使用乙烯—乙烯醇共聚树脂(以下，简称为EVOH树脂)。需要说明的是，EVOH树脂的乙烯含有率为28mol以上，优选为44mol以上。如果乙烯的含有率为该范围，则能够形成为具有优异的氧阻隔性和弯曲性的层。
对于第二中间层2-2的厚度，只要具有氧阻隔性，就没有特别的限制，通常考虑0.01～0.3mm的范围，优选考虑0.01～0.05mm的范围。
另外，在第二中间层2-2中能够添加考虑了耐应力开裂性的改性剂。
作为这种改性剂，例如，能够使用与EVOH树脂的相溶性优异的聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚烯烃树脂等。另外，这些树脂可以单独使用一种，也可以并用两种以上使用。
第三中间层2-3是与第二中间层2-2和外层3的熔合性优异且弯曲性优异、并且具有优异的低透湿性的树脂，具体而言，能够使用接合性聚烯烃树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂等。
其中，从与外层3的优异的熔合性、低透湿性的观点出发，能够优选使用接合性聚烯烃树脂。
对于第三中间层2-3的厚度，只要能够与第二中间层2-2和外层3牢固地熔合，就没有特别的限制，通常考虑0.01～0.5mm的范围，优选考虑0.01～0.05mm的范围。
外层3是由弯曲性优异且具有低透湿性的热可塑性树脂或弹性体构成的树脂，具体而言，能够使用乙烯系聚合物、聚烯烃系弹性体。
需要说明的是，在本发明中，氧阻隔性和低透湿性的用语是指，与已脱气的墨相比，墨所含的氧(溶解氧)的变化量能抑制在最低限度。具体而言，例如，能够定义为，将已脱气的墨封入供墨管内后，在温度为20℃且湿度为60％的环境下放置3天后的墨的溶解氧的变化量小于3.0mg/L。
根据上述实施方式的供墨管，在具有耐溶剂性和低透湿性的内层1与具有氧阻隔性的第二中间层2-2之间，设有与内层1和第二中间层2-2具有优异的熔合性的第一中间层2-1，并且，在具有弯曲性和低透湿性的外层3与具有氧阻隔性的第二中间层2-2之间，设有与外层3和第二中间层2-2具有优异的熔合性且具有优异的低透湿性的第三中间层2-3，从而能够成为可靠地具有氧阻隔性和低透湿性的供墨管。
上述实施方式的供墨管的制造通过以下方式进行：使用5台挤出成型机进行热溶融，然后，将树脂在模具部分合流后喷出，经过冷却能够成型为五层的管。此时，内层1与第一中间层2-1、第一中间层2-1与第二中间层2-2、第二中间层2-2与第三中间层2-3、第三中间层2-3与外层3通过热以及在模具部分的压力而熔合(接合)。
需要说明的是，此时各层间的熔合(接合)强度为10N以上/25mm，优选为25N以上/25mm。
需要说明的是，将熔合(接合)强度小于10N/25mm的供墨管弯曲成U字时，有时，弯曲应力分散在整个供墨管而导致应力集中在各层，从而造成剥离。在这种状态下，当将刚性高且容易破裂的EVOH树脂层用于第二中间层2-2时，有时，会促进裂纹产生，因氧阻隔性降低而导致墨成分产生变质，从而对印刷品质造成不良影响。
然而，通过将各层间的熔合强度设为10N以上/25mm，将供墨管弯曲成U字而使用时，即使对供墨管继续施加弯曲应力，层间也不会剥离，能够可靠地保护第二中间层2-2从而抑制裂纹的产生，防止墨成分变质。
以上，基于实施方式说明了本发明，但本发明不受上述实施方式的任何限定，在不脱离其主旨的范围内能进行各种变更。
上述实施方式的供墨管是具有内层1、三层的中间层以及外层的五层结构，但也可以是五层以上的结构。在该情况下，将中间层设为四层以上，并由具有与各层的熔合性、氧阻隔性、低透湿性的树脂构成，从而总体上能够成为适于实用的具有氧阻隔性、低透湿性等阻隔性的多层结构的供墨管。
实施例
下面，通过实施例进一步详细地说明本发明，但本发明并不受这些实施例的任何限定。
[实施例1]
将图1中的各层设为以下的成分构成，制造实施例1的供墨管。
内层1：氟树脂(旭硝子株式会社制；乙烯—四氟乙烯共聚树脂(ETFE系树脂)；层厚度：50μm)
第一中间层2-1：聚酰胺树脂(宇部兴产株式会社(宇部興産株式会社)制；聚酰胺12；层厚度：30μm)
第二中间层2-2：乙烯—乙烯醇共聚树脂(EVOH树脂)(可乐丽股份有限公司(株式会社クラレ)制；乙烯—乙烯醇共聚树脂；层厚度：30μm)
第三中间层2-3：接合性聚烯烃树脂(三菱化学株式会社制；酸改性聚乙烯；层厚度：30μm)
外层3：乙烯系聚合物(日本三井杜邦化学公司(三井·デュポンポリケミカル株式会社)制；乙烯系聚合物；层厚度：260μm)
通过共挤出成型机将上述各成分成型为管，制造五层结构的供墨管，其内径为3.0mm、外径为3.8mm、壁厚为400μm。
[实施例2]
除了将外层3设为以下的成分构成以外，与实施例1同样地制造实施例2的供墨管。
外层3：聚烯烃系弹性体(日本普瑞曼聚合物公司(株式会社プライムポリマー)制；直链状低密度聚乙烯(L-LDPE)；层厚度：260μm)。
[实施例3]
除了将第二中间层2-2设为以下的成分构成以外，与实施例2同样地制造实施例3的供墨管。需要说明的是，将聚酯树脂作为考虑了耐应力开裂性的改性剂来配合。
第二中间层2-2：乙烯—乙烯醇共聚树脂(EVOH树脂)/聚酯树脂＝80/20(层厚度：30μm)
EVOH树脂：(可乐丽股份有限公司(株式会社クラレ)制；乙烯—乙烯醇共聚树脂)
聚酯树脂：(三菱化学株式会社制；聚酯系热可塑性弹性体)
[实施例4]
除了将外层3设为以下的成分构成以外，与实施例2同样地制造实施例4的供墨管。
外层3：聚烯烃系弹性体(日本聚丙烯公司(日本ポリプロ株式会社)制；聚丙烯树脂；层厚度：260μm)
[实施例5]
除了将内层1设为以下的成分构成以外，与实施例2同样地制造实施例5的供墨管。
内层1：氟树脂(旭硝子株式会社制；四氟乙烯—全氟烷氧基烷烃共聚树脂(PFA树脂)；层厚度：50μm)
[实施例6]
除了将内层1和第一中间层2-1设为以下的成分构成以外，与实施例2同样地制造实施例6的供墨管。
内层1：氟树脂(日本大金工业株式会社(ダイキン工業株式会社)制；改性全氟烷氧基系树脂(CPT树脂)；层厚度：50μm)
第一中间层2-1：聚酰胺树脂(日本大赛璐-赢创公司(ダイセル/エボニック株式会社)制；聚酰胺12；层厚度：30μm)
[比较例1]
将各层设为以下的成分构成，制造三层结构的比较例1的供墨管。
内层：氟树脂(旭硝子株式会社制；乙烯—四氟乙烯树脂(ETFE系树脂)；层厚度：100μm)
中间层：聚酰胺树脂(宇部兴产株式会社(宇部興産株式会社)制；聚酰胺12；层厚度：50μm)
外层：聚氨酯系弹性体(DIC拜耳聚合物有限公司(ディーアイシーバイエル聚合物株式会社)制；聚氨酯系弹性体；层厚度：250μm)
通过共挤出成型机将上述各成分成型为管，制造三层结构的供墨管，其内径为3.0mm、外径为3.8mm、壁厚为400μm。
[比较例2]
将各层设为以下的成分构成，制造三层结构的比较例2的供墨管。
内层：氟树脂(旭硝子株式会社制；乙烯—四氟乙烯树脂(ETFE系树脂)；层厚度：100μm)
中间层：乙烯—乙烯醇共聚树脂(EVOH树脂)(可乐丽股份有限公司(株式会社クラレ)制；乙烯—乙烯醇共聚树脂；层厚度：50μm)
外层：聚氨酯系弹性体(DIC拜耳聚合物有限公司(ディーアイシーバイエル聚合物株式会社)制；聚氨酯系弹性体；层厚度：250μm)
通过共挤出成型机将上述各成分成型为管，制造三层结构的供墨管，其内径为3.0mm、外径为3.8mm、壁厚为400μm。
[比较例3]
将各层设为以下的成分构成，制造四层结构的比较例1的供墨管。
内层：氟树脂(旭硝子株式会社制；乙烯—四氟乙烯树脂(ETFE系树脂)；层厚度：100μm)
中间层1：聚酰胺树脂(宇部兴产株式会社(宇部興産株式会社)制；聚酰胺12；层厚度：50μm)；
中间层2：乙烯—乙烯醇共聚树脂(EVOH树脂)(可乐丽股份有限公司(株式会社クラレ)制；乙烯—乙烯醇共聚树脂；层厚度：50μm)
外层：接合性聚烯烃(三菱化学株式会社制；酸改性聚乙烯；层厚度：200μm)
通过共挤出成型机将上述各成分成型为管，制造四层结构的供墨管，其内径为3.0mm、外径为3.8mm、壁厚为400μm。
[供墨管的评价]
对于上述实施例1～6和比较例1～3的供墨管，判定氧阻隔性、低透湿性以及弯曲性。
〔氧阻隔性以及低透湿性的判定〕
对于各供墨管而言，测定分别封入其中的墨的溶解氧量，根据该结果判定氧阻隔性和低透湿性。
(溶解氧量的测定)
首先，测定已脱气的墨的初始溶解氧量(mg/L)。然后，将该墨封入长度为1m的管内，将两个末端塞上而密封后，在温度为20℃且湿度为60％的环境下放置3天。抽出该墨，测定溶解氧量。
使用溶解氧测量仪(东兴化学研究所(株式会社東興化学研究所)；微量溶解氧仪TD-51)进行上述溶解氧量的测定。
(判定)
与初始的已脱气的墨的溶解氧量相比，将放置3天后的墨的溶解氧量的变化量小于3.0mg/L的供墨管判定为○，将变化量为3.0mg/L以上的供墨管判定为×，判定各供墨管的氧阻隔性和低透湿性。将这些结果示于表1。
〔弯曲性的判定〕
对于各供墨管而言，测定裂纹(破裂)的数量，判定弯曲性。
(裂纹(破裂)的数量的测定)
在将墨封入1.5m的管的状态下，在弯曲半径为100mm的Cableveyor(注册商标)内设置管，以速度为700mm/秒的速度使Cableveyor(注册商标)连续往复滑动600万次，在结束后测定管中裂纹(破裂)的数量。
(判定)
将上述测定的600万次结束时管中裂纹(破裂)的数量作为弯曲性的指标，按照下述基准判定。
将这些结果示于表1。
表1
根据表1所示的判定结果确认了，与比较例1～3相比，实施例1～6的供墨管的氧阻隔性以及低透湿性更优异。
另外还确认了，与比较例2、3相比，实施例1～6的供墨管的弯曲性更优异。
需要说明的是，对于比较例1而言，虽然弯曲性最优异，但是，由于未将乙烯—乙烯醇共聚树脂(EVOH树脂)用于中间层，因此氧阻隔性和低透湿性最差。
并且还确认了：对于在第二中间层中配合有聚酯树脂的实施例3而言，与其他实施例相比，虽然溶解氧变化量稍大，但是，其具有比其他实施例更优异的弯曲性。
根据上述结果确认了，本发明的供墨管是具有优异的耐溶剂性和弯曲性且氧阻隔性和低透湿性更优异的用于喷墨打印机的供墨管。

Claims (2)

1.一种供墨管，其特征在于，其是由内层、中间层以及外层构成的供墨管，所述内层与墨接触，所述中间层至少由三层构成，所述中间层包括第一中间层、第二中间层和第三中间层，
所述内层由具有耐溶剂性、氧阻隔性和低透湿性的乙烯—四氟乙烯共聚树脂、四氟乙烯—全氟烷氧基烷烃共聚树脂和改性全氟烷氧基系树脂中的任意树脂构成，
所述第一中间层由对所述内层和所述第二中间层具有熔合性且具有弯曲性的聚酰胺树脂、聚酰胺系弹性体、接合性聚烯烃树脂和聚氨酯树脂中的任意树脂构成，
所述第二中间层由对所述第一中间层和所述第三中间层具有熔合性且具有弯曲性和氧阻隔性的乙烯—乙烯醇共聚树脂构成，
所述第三中间层由对所述第二中间层或所述外层具有熔合性且具有弯曲性和低透湿性的接合性聚烯烃树脂、聚酰胺树脂和聚氨酯树脂中的任意树脂构成，
所述外层由具有弯曲性且具有低透湿性的热可塑性树脂或弹性体构成，
将封入所述供墨管的已脱气的墨在温度为20℃且湿度为60％的环境下放置3天后，所述墨的溶解氧的变化量小于3.0mg/L。
2.如权利要求1所述的供墨管，其特征在于，所述第二中间层还含有改性剂，作为改性剂，至少含有聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚烯烃树脂中的任意树脂。
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