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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Tintenbehälterventil, ein Dichtungselement
für einen
Tintenbehälter
und ähnliche
Gegenstände
in einem Tintenbehälter,
die in einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät eingesetzt werden, welches
gedruckte Schriftzeichen auf einem Aufzeichnungsmedium aufzeichnet,
indem einem Aufzeichnungskopf Tinte zugeführt wird; es wird auch verwendet
als Dichtungselement, welches das Auslaufen der Tinte durch den
Aufzeichnungskopf in das Hauptgehäuse des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes verhindert
und welches im Spritzguss mittels des Zweifarben-Formgebungsverfahrens
geformt werden kann und aus einem Material von ausgezeichneter Haltbarkeit
zusammengesetzt ist. Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen
Tintenbehälter
der das elastische Element verwendet und weiter ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, welches
dasselbe verwendet.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Ein
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät
ist bisher mit einem Tintenbehälter
ausgestattet worden, welcher eine mit Tinte zu befüllende Tintenkammer
und einen Tintenzuführungsteil
aufweist, der dem Aufzeichnungskopf Tinte zuführt. Beispiele von Typen von
Tintenbehältern
schließen
einen Typ ein, der so aufgebaut ist, dass die Tinte einem Aufzeichnungskopf
zugeführt
wird, der stationär
mit einem Schlitten verbunden ist, durch Schläuche die an beliebiger Stelle
im Tintenstrahlaufzeichnungsgerät
angeordnet sind und bei dem der Tintenbehälter an beliebiger Stelle des
Gerätes
frei angeordnet und davon abtrennbar sein kann; einen Typ, bei welchem
der Tintenbehälter
mit dem Aufzeichnungskopf als ein Ganzes aufgebaut ist und die resultierende
integrierte Einheit ungehindert dem Schlitten zugeordnet und davon
abtrennbar sein kann und ähnliche
Typen.
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Beim
erstgenannten Behältertyp
wird die Tinte dem Aufzeichnungskopf zugeführt, indem zwischen ihnen ein
Druckunterschied aufgebaut wird, während beim letztgenannten Typ
die Tinte dem Aufzeichnungskopf zugeführt wird, indem der Tintenbehälter mit
einem einen negativen Druck erzeugenden Druckgeber versehen wird.
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In
den vergangenen Jahren sind häufig
Tintenstrahlaufzeichnungsgeräte
vorgeschlagen worden, welche den letztgenannten Tintenbehältertyp übernehmen,
sowohl vom Gesichtspunkt der Geräteverkleinerung her
als auch wegen der leichten Wartung.
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Von
einem derartigen Tintenbehälter
wird verlangt, dass die Tinte günstiger
Weise in einer Menge zugeführt
wird, die der Menge der Tinte entspricht, die während des Aufzeichnens vom
Aufzeichnungskopf ausgestoßen
wird und auch, dass kein Auslaufen der Tinte durch die Ausstoßöffnung während der
Zeit eintritt, in der nicht aufgezeichnet wird.
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Als
Tintenbehälter,
der die vorstehend genannten Anforderungen erfüllt, ist zum Beispiel ein Tintenbehälter in
Form einer Patrone verfügbar,
bei welcher der Aufzeichnungskopf mit dem Tintenbehälter eine
Einheit bildet und in das Innere des Tintenbehälters ein Absorbens (Schaum)
eingefüllt
ist. Mit einem derartigen, in den Behälter eingefüllten Absorbens wird es möglich, den
Tintenmeniskus bei einer stabilen Lage im Tintenzuführungsabschnitt
des Aufzeichnungskopfes zu halten und durch die Kapillarkraft des
Absorbens wird es gleichzeitig möglich,
die Tinte im Tintenbehälter
ordnungsgemäß aufzubewahren.
In diesem Fall ist es notwendig, dass fast das ganze Innere des
Tintenbehälters
mit dem Absorbens gefüllt
wird. Da es das Absorbens erlaubt, die Menge der Tinte geringfügig unterhalb
der maximal aufbewahrbaren Menge zu halten, wird die Kapillarkraft
des Absorbens benutzt, um einen negativen Innendruck zu erzeugen.
Dadurch wird es ermöglicht, die
durch den Ausstoßteil
des Aufzeichnungskopfes und durch den mit der Atmosphäre kommunizierenden Teil
des Tintenbehälters
auslaufende Menge der Tinte zu minimieren, selbst im Fall, dass
eine mechanische Erschütterung,
wie eine Vibration oder ein thermischer Schock, wie eine Temperaturänderung
auf den Aufzeichnungskopf oder den Tintenbehälter zur Einwirkung gebracht
werden.
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Das
vorstehend genannte Verfahren, bei dem der Tintenbehälter fast
vollständig
mit einem Absorbens gefüllt
ist, bringt die Schwierigkeit mit sich, dass mit dem Verbrauch der
Tinte der negative Druck des Absorbens ansteigt und die Menge der
im Tintenbehälter
zurückbleibenden
Tinte ansteigen lässt,
ohne dass sie dem Aufzeichnungskopf zugeführt wird, was eine geringe
Ausnützungseffizienz
der Tinte mit sich bringt.
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Um
solche Probleme zu lösen,
ist zum Beispiel eine Patrone für
den Tintenstrahlaufzeichnungskopf vorgeschlagen worden, welche Patrone
so aufgebaut ist, dass ein Tintenreservoir von einem Hohlraum getrennt
ist durch eine Wand, die auf der unteren Seite des Tintenbehälters mit
einer Verbindungsöffnung
ausgestattet ist, wobei ein Abschirm-Rückschlagventil
in der Verbindungsöffnung
beweglich installiert ist, so, dass die Tinte im Tintenreservoir
in den Hohlraum zu dem Zeitpunkt abgegeben wird, bei dem der Tintendruck
im Tintenstrahlaufzeichnungskopf herabgesetzt ist, wodurch die Tinte
dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf zugeführt wird [Bezugnahme auf offengelegte
japanische Patentanmeldung Nr. 231759 (1987) (Sho-62)].
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Gemäß dem oben
erwähnten
Aufbau wird es unnötig,
das Absorbens an die Patrone anzupassen, wodurch eine wesentliche
Vergrößerung der
Anpassungskapazität
des Tintenbehälters
ermöglicht
wird. Im Allgemeinen bleibt jedoch beim vorerwähnten Aufbau ein ernstes Problem
ungelöst,
das darin liegt, dass das Abschirm-Rückschlagventil
einen Rückstellwert
aufweist, der zu hoch ist, um die Menge der dem Aufzeichnungskopf
zuzuführenden
Tinte genau zu regulieren, was somit ungünstige Schwankungen der Menge
der zuzuführenden
Tinte und als Folge davon eine Verschlechterung der Qualität der gedruckten
Schriftzeichen mit sich bringt.
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Außerdem ergeben
sich Schwierigkeiten im geöffneten
Zustand des Abschirm-Rückschlagventils,
die darin liegen, dass der Aufzeichnungskopf vom Tintenreservoir
vollständig
isoliert ist, was den Druck im Hohlraum erhöht, die Dichtung an der Verbindung
zum Aufzeichnungskopf zerstört
und dadurch ein Auslaufen von Tinte hervorruft, wenn sich die Tinte
infolge von Schwankungen der Umgebungstemperatur im Hohlraum volumenmäßig um etwa
2 bis 5% ausdehnt; und darin, dass in dem am Aufzeichnungskopf montierten
Tintenbehälter
der angestiegene Druck, wie er vorstehend erwähnt ist, als solcher auf den
Aufzeichnungskopf einwirkt, was es unmöglich macht zwischen dem Aufzeichnungskopf
und dem Tintenbehälter
einen negativen Druck aufrecht zu erhalten, wodurch Auslaufen der
Tinte durch den Aufzeichnungskopf bewirkt wird.
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Ein
weiteres Problem besteht darin, dass, da dem Abschirm-Rückschlagventil keine ausreichende ventilöffnende
Kraft verliehen wird durch einige 10 Millimeter Wassersäule, die
aufrecht erhalten werden müssen,
um dem Aufzeichnungskopf stabil Tinte zuzuführen, die Befürchtung
besteht, dass das Ventil sich öffnet infolge
der Schwankung der Tinte, hervorgerufen durch die Bewegung des Schlittens,
was zu einer minderen Qualität
der gedruckten Schriftzeichen führt.
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Um
die vorstehenden, bei einem solchen Abschirm-Rückschlagventil
auftretenden Probleme unter solchen Umständen zu lösen, wurde beispielsweise der
Versuch gemacht ein Tintenbehälterventil
einzusetzen, welches an der Stelle installiert ist, die die Tintenkammer
und den Tintenzuführungsteil
trennt und welches durch den Druckunterschied zwischen Tintenkammer
und Tintenzuführungsteil
bewegt wird und den Aufzeichnungskopf mit der in die Tintenkammer
eingefüllte
Tinte versorgt [Bezugnahme auf die offengelegte japanische Patentanmeldung
Nr. 174860/1996 (Hei-8)].
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Durch
Ausrüsten
des Tintenbehälters
mit einem derartigen Behälterventil
wird es durch sicheres Ansprechen auf eine kleine Druckdifferenz
zwischen dem Tintenbehälter
und dem Aufzeichnungskopf möglich, den
Aufzeichnungskopf zuverlässig
mit Tinte zu versorgen, ohne Beeinflussung durch Erschütterung
der Tinte infolge Bewegung des Schlittens, wobei ein für das Drucken
gut geeigneter negativer Druck zwischen Aufzeichnungskopf und dem
Aufzeichnungsmedium aufrecht erhalten wird. Weiter wird es dadurch
ermöglicht, dass
ein Auslaufen der Tinte durch die Tintenzuführungsöffnung oder den Aufzeichnungskopf
infolge Temperaturschwankung, verhindert wird.
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Üblicherweise
wird im Tintenbehälterventil
ein elastisches Material verwendet, zum Beispiel ein plastisches
Grundmaterial, an welches ein elastisches Material adhäsiv gebunden
ist. Als elastisches Material wurde im Allgemeinen bisher hitzehärtbarer
Kautschuk verwendet. Beim vorstehend erwähnten hitzehärtbaren Kautschuk
haben sich Schwierigkeiten ergeben, die darin liegen, dass es schwierig
ist Spritzgießen
mittels des Zweifarben-Formgebungsverfahrens zusammen mit einem
Kunststoff durchzuführen;
dass die Herstellung des Tintenbehälterventils teuer ist und weiter
dass es schwierig ist, das härteverminderte
Material in ein Formteil der gewünschten
Gestaltung und Form zu verformen und zu vulkanisieren.
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Andererseits
wurde ein austauschbarer Tintenbehälter bisher mit einem elastischen
Formteil in Form eines Schaums, wie einem Polyurethanschaum, an
der Tintenzuführungsöffnung ausgestattet,
um ein Auslaufen der Tinte daraus zu verhindern. Das elastische
Formteil versagt jedoch in einigen Fällen darin die Tinte bei längerer Betriebsdauer
vor dem Auslaufen zu bewahren. Weil dies der Fall ist, wurde eifrig
nach einem elastischen Formteil von ausgezeichneter Haltbarkeit
gesucht.
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In
dem Fall, dass die Aufzeichnungsvorrichtung in einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät sich nicht
im Betriebszustand befindet, kann sich der Aufzeichnungskopf in
Wartestellung an einem Ende des Hauptgehäuses des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes befinden.
Um bei einer solchen Wartestellung Auslaufen von Tinte durch den
Aufzeichnungskopf zu verhindern, ist der Aufzeichnungskopf an einem
Dichtungselement angebracht, welches angeordnet ist längs einer
Wölbung,
die sich am Hauptgehäuse
des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes
befindet. Ein hitzehärtbarer
Kautschuk, welcher üblicherweise
als Dichtungselement verwendet wird, führt hierbei zu den gleichen
Schwierigkeiten, wie vorstehend beschrieben.
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Das
Stand der Technik Dokument WO-A-97 00294 beschreibt ein elastisches
Formteil, das eine elastische Schicht ist. Das Dokument beschreibt
Gegenstände,
die eine Schicht aus einer geschmolzenen frei fließenden Pulverzusammensetzung
umfassen. Speziell erwähnte
Gegenstände
sind eine Flaschenkapsel und ein Gefäßdeckel.
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Es
gibt dort keine Bezugnahme auf ein Tintenbehälterventil oder auf ein Tintenbehälter-Dichtungselement
eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes.
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Das
Dokument nimmt keinen Bezug auf einen Tintenbehälter oder ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät.
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Das
Stand der Technik Dokument US-A-5,610,238 beschreibt elastische
Zusammensetzungen, die als Klebstoffe oder Dichtungsmassen verwendet
werden. Die Zusammensetzungen des Dokumentes können für Lebensmittel- und Getränkebehälter verwendet
werden, es gibt dort keine Bezugnahme auf Ventile, geschweige denn
auf Tintenbehälterventile.
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Das
Stand der Technik Dokument US-A-4,479,989 befasst sich mit Plastikbehältern für medizinische Flüssigkeiten;
Ventile oder Tintenbehälterventile
sind nicht erwähnt.
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Das
Stand der Technik Dokument EP-A-0841 174 befasst sich mit Tintenbehälters, die
in thermischen Tintenstrahlaufzeichnungsgeräten Tinte zuführen. Das
Dokument beschreibt Druckerpatronen mit einer äußeren Wandstruktur, bestehend
aus einem äußeren tragenden
Rahmen-Bauteil und einem inneren Rahmenteil. Der innere Rahmenteil
ist zusammengesetzt aus einem Polymerengemisch. Als Zweckbestimmung
für den
inneren Rahmenteil ist angegeben, das Verhindern einer Beschädigung des
Tintenbehälters,
die Ausstattung mit einem niedrigen Feuchtigkeits-Durchlassgrad
und eine gute Verträglichkeit
mit den Chemikalien in der Tinte. Das Dokument diskutiert das Vorhandensein
eines Ventils mit der Absicht, das Eindringen von Luftblasen zu vermeiden
und eine Verunreinigung der Tinte mit teilchenförmigem Material zu verhindern. Über ein
Ventil wird diskutiert, das aus einem festen Stahlsieb hergestellt
ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Unter
solchen Umständen
ist es ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung ein elastisches
Formteil bereitzustellen, zusammengesetzt aus einem Material, das
für Tintenstrahlaufzeichnungsgeräte verwendet wird,
durch Spritzgießen
nach dem Zweifarben-Formgebungsverfahren zusammen mit einem Kunststoff
verarbeitet werden kann, mit einem Material verminderter Härte verformt
und vulkanisiert werden kann, eine günstige Lösungsmittelbeständigkeit
und ausgezeichnete Haltbarkeit aufweist und für eine Verwendung als Tintenbehälterventil
in einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gut geeignet ist; welches
an der Stelle installiert ist, die die Tintenkammer und den Tintenzuführungsteil
trennt und das durch den Druckunterschied zwischen Tintenkammer
und Tintenzuführungsteil
bewegt wird und den Aufzeichnungskopf mit der in die Tintenkammer
eingefüllten
Tinte versorgt und auch zur Verwendung als Dichtungselement, welches
am Hauptgehäuse
des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes
installiert ist und welches ein Auslaufen der Tinte durch den Aufzeichnungskopf verhindert.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines Tintenbehälters,
bei dem von dem elastischen Formteil Gebrauch gemacht wird.
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Ein
noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes, bei dem von dem elastischen
Formteil Gebrauch gemacht wird.
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Als
ein Ergebnis der von den gegenwärtigen
Erfindern angesammelten Forschung und Untersuchungen ist, um die
vorstehenden Ziele zu erreichen, gefunden worden, dass obige Ziele
erreicht werden können durch
Verwendung eines elastischen Formteils, welches aus einem Material
zusammengesetzt ist, das ein thermoplastisches Elastomer umfasst,
das aus speziellen Blockcopolymeren aufgebaut ist. Die vorliegende
Erfindung ist mit den vorstehenden Erkenntnissen und Information
vervollständigt
worden.
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Das
heißt,
die vorliegende Erfindung stellt ein Tintenbehälterventil und ein Tintenbehälterdichtungselement
für ein
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät
zur Verfügung,
welches einen Aufzeichnungskopf mit Tinte versorgt und bedruckte
Schriftzeichen mit Tinte auf einem Aufzeichnungsmedium aufzeichnet,
welches elastische Formteil aus einem Material zusammengesetzt ist,
umfassend mindestens ein Copolymer, aufgebaut aus mindestens einem
Polymerblock, der als Hauptkomponente eine vinylaromatische Verbindung
enthält
und mindestens einen Polymerblock der als Hauptkomponente eine konjugierte
Dienverbindung enthält.
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Weiterhin
stellt die vorliegende Erfindung einen Tintenbehälter zur Verfügung, der
mit einer mit Tinte zu befüllenden
Tintenkammer und mit einem Tintenzuführungsteil zur Zuführung der
Tinte zum Aufzeichnungskopf ausgerüstet ist und der von dem vorher
genannten Ventil und Dichtungselement Gebrauch macht.
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Darüber hinaus
stellt die vorliegende Erfindung ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät zur Verfügung, das von
dem genannten Ventil und dem Dichtungselement Gebrauch macht.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Als
Material für
das Tintenbehälterventil
und Tintenbehälterdichtungselement
wird in der vorliegenden Erfindung ein thermoplastisches Elastomer,
umfassend ein Copolymer, welches zusammengesetzt ist aus mindestens
einem Polymerblock, enthaltend eine vinylaromatische Verbindung
als Hauptkomponente und mindestens einem Polymerblock, enthaltend
eine konjugierte Dienverbindung als Hauptkomponente (hierin nachfolgend
als „thermoplastisches
Material") verwendet.
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Beispiele
für das
thermoplastische Material schließen ein:
- a
Ein Blockcopolymer aus kristallinem Polyethylen und Ethylen/Butylen-Styrol
ungeordnetem Copolymer, wobei das Polyethylen durch Hydrierung eines
Blockcopolymeren aus Polybutadien und Butadien-Styrol ungeordnetem
Copolymer hergestellt wird und
- b ein Diblockcopolymer aus kristallinem Polyethylen und Polystyrol;
ein Triblockcopolymer aus Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol (SEBS);
ein Triblockcopolymer aus Styrol-Ethylen/Propylen-Styrol (SEPS);
besonders ein Blockcopolymer aus Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol;
ein Blockcopolymer aus Styrol-Ethylen/Propylen-Styrol, wobei jedes
durch Hydrierung eines Blockcopolymeren aus Polybutadien und Polystyrol
und eines Blockcopolymeren aus Polyisopren und Polystyrol oder eines
Blockcopolymeren aus Polybutadien oder Ethylen-Butadien ungeordnetem
Copolymer und Polystyrol, hergestellt wird.
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Von
diesen ist bei Verwendung als elastisches Formteil für einen
Tintenbehälter
hinsichtlich Haltbarkeit ein hydriertes Blockcopolymer bevorzugt,
welches hergestellt wird durch Hydrierung des Blockcopolymeren, zusammengesetzt
aus mindestens einem Polymerblock, enthaltend eine vinylaromatische
Verbindung als Hauptkomponente und mindestens einem Polymerblock,
enthaltend eine konjugierte Dienverbindung als Hauptkomponente,
wie unter Punkt b eingeschlossen und das ein Molekulargewicht-Zahlenmittel
von mindestens 30000 hat. Für
die obere Grenze dieses Molekulargewicht-Zahlenmittels besteht keine besondere
Einschränkung,
sie beträgt
jedoch gewöhnlich
angenähert
400000.
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Von
dem bevorzugten hydrierten Blockcopolymeren, welches hergestellt
wird durch Hydrierung des Blockcopolymeren, zusammengesetzt aus
mindestens einem (ein Segment) Polymerblock, enthaltend eine vinylaromatische
Verbindung als Hauptkomponente und mindestens einen Polymerblock,
enthaltend eine konjugierte Dienverbindung als Hauptkomponente,
wie vorstehend erwähnt,
wird mehr bevorzugt das hydrierte Blockcopolymer, welches hergestellt
wird durch Hydrierung des Blockcopolymeren mit mindestens zwei Polymerblöcken, enthaltend
eine vinylaromatische Verbindung als Hauptkomponente und mindestens
einem Polymerblock, enthaltend eine konjugierte Dienverbindung als
Hauptkomponente. Dieses Blockcopolymer wird durch ein Styrol-Butadien
Styrolblockcopolymer und ein Styrol-Isopren Styrolblockcopolymer
beispielhaft veranschaulicht.
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Ein
weiteres bevorzugtes hydriertes Blockcopolymer ist eines, welches
dem vorstehend veranschaulichten hydrierten Blockcopolymer ähnlich ist
und welches hergestellt wird durch Hydrierung eines Blockcopolymeren,
zusammengesetzt aus mindestens einem Polymerblock enthaltend als
Hauptkomponente, eine modifizierte vinylaromatische Verbindung,
an welche eine Carboxylgruppe oder eine Maleinsäureanhydridgruppe oder eine
molekulare Einheit, enthaltend eine dieser Derivatgruppen, gebunden
ist und mindestens einem Polymerblock, enthaltend eine konjugierte
Dienverbindung als Hauptkomponente.
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Es
ist erwünscht,
dass der Gehalt an amorphen Styrolblöcken im vorgenannten Blockcopolymeren
im Bereich von 10 bis 70 Gewichts-%, bevorzugt 15 bis 60 Gewichts-%
liegt, und auch, dass die Glasübergangstemperatur
(Tg) des amorphen Styrol-Blocksegmentes 60°C oder höher, bevorzugt 80°C oder höher ist.
Außerdem
wird das Polymere, das in dem Abschnitt, welcher die amorphen Styrolblöcke an beiden
Enden verbindet, vorzugsweise ebenfalls amorph ist, durch ein Ethylen-Butylencopolymer,
ein Butadienpolymer und ein Isoprenpolymer beispielhaft veranschaulicht
und kann ein Blockcopolymer oder ein ungeordnetes Copolymer davon
sein. Jedes dieser verschiedenen thermoplastischen Elastomere kann
allein oder in Form einer Mischung aus mindestens zwei Komponenten
verwendet werden.
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In
das zu verwendende thermoplastische Material der vorliegenden Erfindung
kann, wenn gewünscht, zur
Herabsetzung der Härte
des vorstehend genannten thermoplastischen Elastomeren ein Weichmacher
eingemischt werden. Für
den Weichmacher besteht keine besondere Beschränkung und kann zum Gebrauch
beliebig aus den Weichmachern, die heute für Kunststoffe und Kautschuke
gewöhnlich
eingesetzt werden, ausgewählt
werden. Vorzugsweise ist der Weichmacher eine niedermolekulare Substanz
mit einem Molekulargewicht-Zahlenmittel von weniger als 20000 und
physikalischen Eigenschaften, wie einer Viskosität bei 100°C von 500 Pa·s (5 × 105 Centipoise)
oder niedriger, besonders 100 Pa·s (1 × 105 Centipoise)
oder niedriger. Hinsichtlich Molekulargewicht hat der Weichmacher
ein Molekulargewicht-Zahlenmittel
von bevorzugt weniger als 20000, mehr bevorzugt weniger als 10000,
besonders bevorzugt weniger als 5000. Der bevorzugt verwendbare
Weichmacher ist gewöhnlich
bei Raumtemperatur eine Flüssigkeit
oder in der Form einer Flüssigkeit
und kann hydrophil oder hydrophob sein.
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Der
Weichmacher mit diesen Eigenschaften kann zum Gebrauch zum Beispiel
passend aus der Vielzahl von Weichmachern für Kautschuk oder Kunststoffe
ausgewählt
werden und schließt
jene auf Mineralölbasis,
Pflanzenölbasis
und synthetischer Basis ein. Beispiele für die Mineralölbasis schließen Prozessöle, wie Öl auf Naphthenbasis
und Paraffinbasis ein. Beispiele für die pflanzliche Ölbasis schließen Rizinusöl, Baumwollsamenöl, Leinöl, Rapssamenöl, Sojabohnenöl, Palmöl, Kokosnussöl, Erdnussöl, japanisches
Wachsöl,
Kiefernnadelöl
und Olivenöl
ein. Von diesen bevorzugt sind ein Öl oder mindestens zwei Öle, jedes
mit einem Molekulargewicht-Zahlenmittel im Bereich von 450 bis 5000,
die aus mineralölbasiertem
Paraffinöl,
Naphthenöl und
synthetischbasiertem Polyisobutylenöl ausgewählt werden.
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Ein
beliebiger dieser Weichmacher kann alleine oder als Komponente in
einem Gemisch von mindestens zwei Mitteln verwendet werden, vorausgesetzt,
dass eine Mehrzahl der Mittel miteinander gut verträglich sind.
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Für die Menge
eines dieser zu mischenden Weichmacher besteht keine besondere Einschränkung, sie
wird jedoch aus dem Bereich von gewöhnlich 1 bis 1000 Gewichtsteilen,
bevorzugt 1 bis 500 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile
des oben erwähnten
thermoplastischen Elastomeren ausgewählt. Wenn darauf bezogen die
Menge eines dieser Weichmacher weniger als 1 Gewichtsteil ist, ist
das Versagen darin zu befürchten,
dass bei dem thermoplastischen Material eine ausreichende Verminderung
der Härte
und ausreichende Flexibilität
erhalten wird, wohingegen eine darauf bezogene Menge von mehr als
1000 Gewichtsteile davon es mit sich bringt, dass der Weichmacher
dazu neigt, auszulaufen und die mechanische Festigkeit des thermoplastischen
Materials herabgesetzt wird. Es ist zu bevorzugen, dass die zu mischende
Menge des Weichmachungsmittels richtig aus dem vorstehenden Bereich
in Übereinstimmung
mit dem Molekulargewicht des thermoplastischen Elastomeren und den
Arten der anderen Komponenten, die in dem Elastomeren vereinigt
werden sollen, ausgewählt
wird.
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Für das in
der vorliegenden Erfindung zu verwendende thermoplastische Material
wird bevorzugt, dass das hochmolekulare organische Material, welches
dasselbe zusammensetzt, einen durchgehend dreidimensionalen Netzwerk-Skelettaufbau
hat. Außerdem
hat der darin zu bildende durchgehend dreidimensionale Netzwerk-Skelettaufbau einen
mittleren Durchmesser des Skeletts höchstens von 50 μm, bevorzugt
höchstens von
30 μm, einen
mittleren Durchmesser der Zelle (Netzwerk) von höchstens 500 μm bevorzugt
höchstens
300 μm und
einen Volumenanteil des hochmolekularen organischen Materials von
höchstens
50%, bevorzugt höchstens
33%, wenn der Volumenanteil des hochmolekularen organischen Materials
definiert wird als:
[Volumen des hochmolekularen organischen
Materials/(Volumen des hochmolekularen organischen Materials + Volumen
des Weichmachungsmittels)] × 100%.
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Um
ein thermoplastisches Material zu erhalten, welches eine größere Menge
des Weichmachers und eine kleinere Menge des hochmolekularen organischen
Materials enthält,
ist es bevorzugt, beide, den Weichmacher und das hochmolekulare
organische Material so auszuwählen,
dass die Differenz des Löslichkeitsparameters δ = (ρE/V)½ (ρE = molare
Verdampfungsenergie, V = Molvolumen) zwischen ihnen höchstens
3,0, bevorzugt höchstens
2,5 wird. Ein 3,0 übersteigender
Unterschied ist ungünstig,
da eine große
Menge des Weichmachers hinsichtlich Verträglichkeit beider Materialien
schwierig aufrecht zu erhalten ist und zusätzlich der Weichmacher mehr
dazu neigt, Auslaufen zu verursachen.
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Das
die vorliegende Erfindung betreffende thermoplastische Material
kann, wenn gewünscht
zum Zweck der Verbesserung des Druckverformungsrests der Materialien
mit Polyphenylenetherharz gemischt werden. Das dafür zu verwendende
Polyphenylenetherharz ist ein Homopolymer, zusammengesetzt aus der durch
die allgemeine Formel dargestellten sich wiederholenden Einheit
oder ein Copolymer, zusammengesetzt aus besagter sich wiederholender
Einheit,
wobei R
1,
R
2, R
3 und R
1 jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom,
ein Halogenatom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe ist.
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Das
Polyphenylenetherharz kann zum Gebrauch aus den bekannten Typen
ausgewählt
werden und ist im Einzelnen beispielhaft vertreten durch Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether);
Poly(2-methyl-6-ethyl-1,4-phenylenether);
Poly(2,6-diphenyl-1,4-phenylenether); Poly(2-methyl-6-phenyl-1,4-phenylenether);
und Poly(2,6-dichlor-1,4-phenylenether). Ebenso verwendbar ist ein
Polyphenylenethercopolymer, wie das Copolymer aus 2,6-Dimethylphenol
und einem einwertigen Phenol (zum Beispiel 2,3,6-Trimethylphenol und
2-Methyl-6-butylphenol). Von diesen werden bevorzugt Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)
und das Copolymer aus 2,6-Dimethylphenol und 2,3,6-Trimethylphenol
und ersteres ist besonders bevorzugt.
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Der
Mischungsanteil Polyphenylenetherharz wird bevorzugt aus dem Bereich
von 10 bis 250 Gewichtsteilen auf der Grundlage von 100 Gewichtsteilen
des thermoplastischen Materials ausgewählt. Eine Menge davon, die
250 Gewichtsteile überschreitet,
gibt zur Befürchtung
Veranlassung, dass die Härte
des resultierenden Elastomeren unvorteilhaft übermäßig hoch wird, wohingegen Mischen
einer geringeren Menge davon als 10 Gewichtsteile, unvorteilhaft
zu einem ungenügenden
Effekt in der Verbesserung des Druckverformungsrestes führt.
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Das
die vorliegende Erfindung betreffende thermoplastische Material
kann mit flockigem anorganischen Additiv gemischt werden, wie Tonerde,
Diatomeenerde, Siliciumdioxid, Talk, Bariumsulfat, Calciumcarbonat,
Magnesiumcarbonat, einem Metalloxid, Glimmer, Graphit und Aluminiumhydroxid,
verschiedenen Metallpulvern, Holzstücken, Glaspulver, Keramikpulver,
festem Füllstoffgranulat-
oder Pulver, wie granuliertem oder pulvrigem Polymeren und einer
Vielzahl natürlicher
oder künstlicher,
kurzer oder langer Fasern (wie Stroh, Glasfaser, Metallfaser und
eine Vielzahl Polymerfasern).
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Es
ist möglich,
eine Gewichtsverminderung des thermoplastischen Materials durch
Vermischen mit einem Hohlkörperfüllstoff,
wie einem anorganischen hohlen Füllkörper, beispielhaft
zu veranschaulichen durch Glasballon und Silicaballon, einen organischen
Hohlkörperfüllstoff
aufgebaut aus Polyfluorvinyliden und Polyfluorvinylidencopolymer
zu Wege zubringen. Es ist auch möglich,
eines verschiedener Schaummittel einzumischen, um verschiedene Eigenschaften
zu verbessern, wie eine Gewichtsverminderung des thermoplastischen
Materials und es ist möglich,
mechanisch ein Gas zum Zeitpunkt der Mischung einzumengen.
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Das
die vorliegende Erfindung betreffende thermoplastische Material
kann zusätzlich
zu den vorstehend genannten Komponenten mit einem Additiv, wie bekannten
Harzkomponenten, vereinigt werden, um verschiedenartige Eigenschaften
zu verbessern.
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Als
Harzkomponenten können
Polyolefinharz, Polystyrolharz oder Ähnliche allein oder in Kombination verwendet
werden. Der Zusatz der vorgenannten Harzkomponente verbessert das
die vorliegende Erfindung betreffende thermoplastische Material
in seiner Verarbeitbarkeit und seiner Hitzebeständigkeit. Beispiele für das Polyolefinharz
schließen
ein: Polyethylen, isotaktisches Polypropylen, ein Copolymer aus
Propylen und einer kleinen Menge eines anderen α-Olefins (zum Beispiel Propylen-Ethylencopolymer
und Propylen/4-methyl-1-pentencopolymer), Poly(4-methyl-1-penten) und Polybuten-1. Im
Fall, dass isotaktisches Polypropylen oder ein Copolymer davon als
Polyolefinharz verwendet wird, ist vorzugsweise ein Polyolefinharz
mit einem MFR Wert (entsprechend JIS K7210) im Bereich von bevorzugt
0,1 bis 50 g/10 Minuten, besonders bevorzugt 0,5 bis 30 g/10 Minuten
verwendbar.
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Es
kann ein beliebiges Polystyrolharz in der vorliegenden Erfindung
verwendet werden, vorausgesetzt, dass es mittels eines bekannten
Verfahrens hergestellt ist, gleichgültig, ob es durch radikalisches
Polymerisationsverfahren oder ionisches Polymerisationsverfahren
hergestellt ist. Das Molekulargewicht-Zahlenmittel des Polystyrolharzes
wird aus dem Bereich von bevorzugt 5000 bis 500000, mehr bevorzugt
10000 bis 200000 ausgewählt
und die Molekulargewichtsverteilung [das Verhältnis der massegemittelten
Molekülmasse (Mw)
zum Molekulargewicht-Zahlenmittel (Mn) = (Mw/Mn)] beträgt bevorzugt
höchstens
5.
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Beispiele
für das
Polystyrolharz schließen
Polystyrol, Styrol-Butadien Blockcopolymer mit einem Gehalt an Styroleinheiten
von mindestens 60%, Kautschuk-verstärktes Polystyrol, Poly-α-methylstyrol
und Poly-p-t-butylstyrol
ein. Eines der vorstehend beispielhaft genannten Polystyrole kann
alleine oder in Kombination mit mindestens einem anderen verwendet
werden. Zusätzlich
ist auch ein Copolymer verwendbar, welches durch Polymerisation
des Gemisches der einzelnen Monomeren die eines dieser Polymeren
zusammensetzen, erhalten wird.
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Es
ist auch möglich,
das vorstehend erwähnte
Polyolefinharz und Polystyrolharz gleichzeitig zu verwenden. Im
Fall, wo eines dieser Harze dem thermoplastischen Material der vorliegenden
Erfindung zugesetzt wird, bewirkt die gleichzeitige Verwendung des
Polyolefinharzes und des Polystyrolharzes die Neigung, die Härte des
resultierenden Materials im Vergleich mit der Verwendung des Polyolefinharzes
allein, zu erhöhen. Demgemäß kann die
Härte des
entstandenen thermoplastischen Materials durch Auswahl des Mischungsverhältnisses
dieser Harze gesteuert werden. In diesem Fall wird das Mischungsverhältnis, ausgedrückt in Gewicht
des Polyolefinharzes zum Polystyrolharz, bevorzugt aus dem Bereich
von 95/5 bis 5/95 ausgewählt.
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Bei
gleichzeitiger Verwendung mit dem thermoplastischen Material sollte
jede dieser Harzkomponenten in einer Menge verwendet werden, dass
der Effekt der vorliegenden Erfindung dadurch nicht beeinträchtigt wird.
Genauer liegt die zu vermischende Menge des Harzes bevorzugt im
Bereich von etwa 0 bis 100 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile
des thermoplastischen Materials. Im Besonderen liegt die zu mischende
Menge des Polyolefinharzes bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 50 Gewichtsteilen,
bezogen auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Materials. Eine
eingemischte Menge, die 100 Gewichtsteile übersteigt, führt unvorteilhaft
zu einer übermäßigen Härte des
angestrebten thermoplastischen Materials. In dem Fall, dass das
Polyolefinharz als Harzkomponente verwendet wird, wird das vorstehend
genannte Weichmachungsmittel bevorzugt in einer Menge von 1 bis
500 Gewichtsteilen in 100 Gewichtsteile des Copolymeren (thermoplastisches
Elastomer) eingemischt.
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Bei
Bedarf ist es möglich,
gleichzeitig mit dem thermoplastischen Material ein Additiv und
ein thermoplastisches Elastomer oder ein anderes Harz als jene der
vorliegenden Erfindung zu verwenden, welche beispielhaft veranschaulicht
werden durch Flammhemmmittel, antimikrobielle Mittel, Lichtstabilisatoren
auf Basis gehinderter Amine, Ultraviolettstrahlenabsorber, Antioxidantien,
Färbungsmittel,
Siliconöle,
Siliconpolymere, Cumaronharze, Cumaronindenharze, Phenolterpenharze,
Kohlenwasserstoff auf Petroleumbasis, verschiedene Klebrigmacher
wie Kolophoniumderivate, verschiedene Elastomerklebstofftypen, wie
Rheostomer (Handelsname, hergestellt von Riken Vinyl Industry Co.,
Ltd.), Highbler (Handelsname, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.,
Blockcopolymer, in welchem ein Polystyrolblock an beide Enden eines
Vinylpolyisoprenblocks gerbunden ist) und Nolex (Handelsname, hergestellt
von Nippon, Zeon Co., Ltd., Poly-Norbornen gebildet durch Ringöffnungspolymerisation
von Norbornen).
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Es
ist erwünscht,
dass das Siliconpolymer eine massegemittelte Molekülmasse von
mindestens 10000, bevorzugt mindestens 100000 hat. Das vorstehend
genannte Siliconpolymer, welches die Oberflächen-Eigenhaftfähigkeit eines unter Verwendung
der Zusammensetzung geformten Gegenstandes verbessert, kann dazu
verwendet werden eine Mischung zu bilden, bei welcher es zum Beispiel
in Polyethylen, Polypropylen oder Polystyrol in hoher Konzentration
eingemischt ist. Von diesen ist die Mischung mit Polypropylen vom
Gesichtspunkt der Verarbeitbarkeit wie auch der physikalischen Eigenschaften
bevorzugt. Das Siliconpolymer ist leicht auf dem Markt erhältlich und
kann zum Gebrauch aus der Produktion von Toray Silicone Co., Ltd.,
zum Beispiel als Siliconkonzentrat der BY27 Serie des Allzwecktyps
ausgewählt
werden.
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Es
ist möglich
die Oberflächen-Eigenhaftfähigkeit
eines geformten Gegenstandes durch Einmischen des Siliconpolymeren
in das thermoplastische Material der vorliegenden Erfindung zu verbessern.
Jedoch wird eine günstige
Mischbarkeit zwischen dem Siliconpolymer und dem Copolymer, welches
aus einem vinylaromatischem Verbindungsblock und einem konjugiertem
Dienverbindungsblock zusammengesetzt ist, nicht zwingend erhalten.
Die vorgenannte Tatsache ist aus den chemischen Zusammensetzungen,
die sich voneinander deutlich unterscheiden, leicht vorherzusehen.
Daher besteht die Möglichkeit
der Trennung des Siliconpolymeren in Abhängigkeit von den Details der
Mischung und Formgebungsbedingungen. Die Wahrscheinlichkeit dieser
Trennung kann verringert werden durch die Verwendung eines Polymeren
mit einer relativ günstigen
Mischbarkeit mit dem aus einem vinylaromatischen Verbindungsblock
und dem konjugierten Dienverbindungsblock zusammengesetzten Copolymeren,
durch die Verwendung eines Pfropfpolymeren, welches durch chemische
Verknüpfung
des Siliconpolymeren mit dem Polyolefinharz gebildet wird. Das vorstehend
genannte Verbesserungsmittel kann zum Gebrauch aus der Produktion
von Toray Silicone Co., Ltd., auf dem Markt erhältlich als „BY27 Pfropftypserie", ausgewählt werden.
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Für das Verfahren
zur Herstellung des thermoplastischen Materials der vorliegenden
Erfindung besteht keine besondere Einschränkung, bekannte Verfahren sind
dafür anwendbar.
Zum Beispiel ist das thermoplastische Elastomer mittels eines Verfahrens
herstellbar, das die Stufen Schmelzkneten der vorgenannten zu verwendenden,
gewünschten Komponenten
und Additive umfasst, unter Verwendung eines beheizten Kneters,
wie einem Einschneckenextruder, Doppelschneckenextruder, einem Walzwerk,
einem Banburymischer, einem Prabender, einem Kneter und einem Mischer
mit hoher Schergeschwindigkeit; weiter, wie gewünscht, Zusatz eines Vernetzungsmittels
wie eines organischen Peroxids, eines Vernetzungshilfsstoffes oder Ähnliches
oder gleichzeitiges Mischen mit den benötigten Komponenten; und Schmelzkneten
der erhaltenen Mischung unter Erhitzen.
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Das
thermoplastische Material kann durch Vorbereiten eines vorläufigen thermoplastischen
Materials hergestellt werden, welches durch Kneten des hochmolekularen
organischen Materials und des Weichmachungsmittels und weiteres
Mischen des resultierenden Materials mit mindestens einem hochmolekularen
organischen Material, welches gleich oder verschieden von dem hierin
zu verwendenden ist, hergestellt wird.
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Darüber hinaus
kann das in der vorliegenden Erfindung zu verwendende thermoplastische
Material durch Zusatz eines Vernetzungsmittels, wie eines organischen
Peroxids, eines Vernetzungshilfsstoffes und Ähnlichem, vernetzt werden.
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Beispiele
für das
Vernetzungsmittel, welches zum Zweck einer teilweisen Vernetzung
zugesetzt werden kann, schließen
ein: ein organisches Peroxid, besonders veranschaulicht durch 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan;
2,5-Dimethyl-2,5-di(benzoylperoxy)hexan; t-Butylperoxybenzoat; Dicumolperoxid;
t-Butylcumolperoxid; Diisopropylbenzohydroperoxid; 1,3-Bis-(t-butylperoxyisopropyl)benzol;
Benzoylperoxid; und 1,1-Di(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan.
Beispiele für
nützliche
Vernetzungshilfsstoffe schließen
ein: Divinylbenzol; Trimethylolpropantriacrylat; Ethylendimethacrylat;
Diallylphthalat; Chinondioxim; Phenylenbismaleinirnid; Polyethylenglykoldimethacrylat;
und eine ungesättigte
Silanverbindung. Die oben beispielhaft genannten organischen Peroxide
und Vernetzungshilfsstoffe werden gegebenenfalls jeweils in einer
Menge von 0,1 bis 5 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile
der Gesamtmenge der Mischung, so verwendet, um den Vernetzungsgrad
einzustellen. Wenn nötig,
ist es möglich
zwei oder mehr Arten des organischen Peroxids und Vernetzungshilfsstoffes
zu verwenden. Im Fall, dass eine ungesättigte Silanverbindung als
Vernetzungshilfsstoff verwendet wird, ist es möglich, durch in Kontakt bringen
der genannten Verbindung mit Wasser in Anwesenheit eines Silanol-Kondensationskatalysators,
die Vernetzung vor sich gehen zu lassen.
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Das
elastische Formteil entsprechend der vorliegenden Erfindung ist
aus vorstehend erwähntem
thermoplastischen Material zusammengesetzt und wird für einen
Tintenbehälter,
welcher ausgerüstet
ist mit einer Tintenkammer, in die eine Tinte eingefüllt wird
und einem Tintenzuführteil
zur Versorgung des Aufzeichnungskopfes mit der Tinte, verwendet.
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Das
vorgenannte elastische Formteil ist ohne besondere Beschränkung für jedes
Einzelteil verwendbar, vorausgesetzt, dass es ein Einzelteil ist,
das ein elastisches Formteil benötigt.
Es ist besonders vorzuziehen, das elastische Formteil als ein Tintenbehälterventil
zu verwenden, das an einer Stelle angebracht ist, die die Tintenkammer
vom Tintenzuführungsteil
trennt, durch die Druckdifferenz zwischen der Tintenkammer und dem
Tintenzuführungsteil
bewegt wird und welches den Aufzeichnungskopf mit der in die Tintenkammer
gefüllten
Tinte versorgt; und das genannte Formteil als ein Dichtungselement
zu verwenden, welches an der Austrittsöffnung der Tintenzuführung des
Tintenbehälters
angebracht ist und welches verhindert, dass die Tinte an der Tintenbehälterzuführungsöffnung leckt.
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Die
folgenden Verarbeitungseffekte zeigen sich bei Verwendung des thermoplastischen
Materials, welches das thermoplastische Elastomer, wie SEBS und
SEPS im elastischen Formteil umfasst.
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Das
oben genannte Tintenbehälterventil
ist gewöhnlich
so aufgebaut, dass ein elastisches Material auf der Oberfläche des
Kunststoff-Basismaterials integriert ausgebildet ist. Im Fall der
Herstellung eines geformten Gegenstandes mit einem derartigen Aufbau
ist es vorteilhaft, das Spritzgießen mittels Zweifarben-Spritzverfahren
anzuwenden, welches in der Vorgehensweise bei der Produktion einfach
ist und niedrig in den Produktionskosten ist. Im Gegensatz zum heißhärtenden
Kautschuk, welcher bislang als elastisches Material verwendet wurde
und zur Zweifarbenformgebung schwierig ist, ermöglicht die vorliegende Erfindung
das Zweifarbenformen und die Herstellung des Tintenbehälterventils
zu niedrigen Kosten durch Verwendung des thermoplastischen Materials,
welches das thermoplastische Elastomer, wie SEBS und SEPS umfasst.
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Es
ist schwierig ein Material, welches im herkömmlich heißhärtenden Kautschuk in seiner
Härte reduziert
ist, zu einem Formteil mit gewünschter
Form zu formen und zu vulkanisieren. Ungeachtet dieser Schwierigkeit,
ermöglicht
die vorliegende Erfindung, dass das in seiner Härte reduzierte Material durch
Verwendung des das thermoplastische Elastomer enthaltenden thermoplastischen
Materials, wie SEBS und SEPS zu einem Formteil mit gewünschter
Gestalt, mäßiger Elastizität und hervorragenden
mechanischen Eigenschaften, geformt und vulkanisiert wird.
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Im
Fall der Reduzierung der Härte
des thermoplastischen Elastomeren, wie SEBS und SEPS, in dem in
der vorliegenden Erfindung zu verwendenden thermoplastischen Material,
ist es möglich
als Ölkomponente eine
Flüssigkeit,
wie Paraffingrundöl
und Ähnliches,
welches sich in seiner Polarität
von der Tinte deutlich unterscheidet, zu verwenden. Darüber hinaus
ist die Ölkomponente
mit dem Styrolblock, welcher die Agglomerisationsdomäne des thermoplastischen
Elastomeren, wie SEBS und SEPS bildet, unverträglich und übt dadurch geringen Einfluss
auf die physikalischen Eigenschaften, wie die Festigkeit des thermoplastischen
Elastomeren, aus. Darüber
hinaus ist es durch die Verwendung des thermoplastischen Elastomeren,
wie SEBS und SEPS ermöglicht
worden, ein Tintenbehälterventil
und ein Dichtungselement für
den Tintenbehälter
zur Verfügung
zu stellen, welche bezüglich
Veränderung
von Eigenschaften, wie Quellung durch ein Lösungsmittel wie die Tinte,
minimiert sind und welche in ihrer Haltbarkeit hervorragend sind.
Das Dichtungselement kann in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung an einer Tintenzuführungsöffnung und
auch an einem Anschluss, welcher den Tintenzuführungsteil mit dem Aufzeichnungskopf
verbindet, angebracht werden.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch ein elastisches Formteil zur Verfügung, zusammengesetzt
aus einem Material, welches ein thermoplastisches Elastomer, wie
SEBS und SEPS enthält
und besonders bevorzugt ein Tintenbehälterventil und/oder einen Tintenbehälter, bei
welchem ein Dichtungselement des Tintenbehälters verwendet wird.
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Für den Tintenbehälter gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es lediglich erforderlich, dass das elastische Formteil
ohne besondere Einschränkung
verwendet wird. Der Tintenbehälter
kann ein Behälter
sein, bei welchem die Tinte in einem Schaum, wie einem Polyurethanschaum
zurückgehalten
wird und kann auch ein Behälter
ohne einen solchen darin gepackten Schaum sein.
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Die
Formen des vorgenannten Behälterventils
und Dichtungselements für
den Tintenbehälter,
welche nicht besonders eingeschränkt
sind, werden durch die gleiche Form veranschaulicht, wie sie in
einem herkömmlichen
Tintenbehälter
verwendet wird. Als Verfahren zur Herstellung des Dichtungselements
für den
Tintenbehälter
kann zum Beispiel ein allgemein bekanntes herkömmliches Verfahren übernommen
werden, wie das Spritzgießen,
Extrusionsformen und Ähnliche.
Andererseits kann zur Herstellung des Tintenbehälterventils auch ein Zweifarben-Formgebungsverfahren übernommen
werden, welches die Stufen Schmelzspritzgießen eines Kunststoffes zum
Beispiel als Grundmaterial in eine Spritzform umfasst; und dann
Schmelzspritzgießen eines
thermoplastischen Materials entsprechend der vorliegenden Erfindung
auf die Oberfläche
des entstandenen Kunststoffformteils derart, dass das thermoplastische
Material auf die Oberfläche
des Kunststoffformteils integriert laminiert wird. Als andere Möglichkeit
kann ein zwischengeschaltetes Formgebungsverfahren zur Herstellung
des Tintenbehälterventils übernommen
werden, welches umfasst die Stufen des Schmelzspritzgießens eines
Kunststoffes als Grundmaterial in eine Spritzform; dann Einsetzen
des entstandenen geformten Gegenstandes in eine andere Spritzform;
und nachfolgend Schmelzspritzgießen des thermoplastischen Materials
entsprechend der vorliegenden Erfindung auf die Oberfläche des
entstandenen Kunststoffformteils derart, dass das thermoplastische
Material auf die Oberfläche
des Kunststoffformteils integriert laminiert wird.
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Das
elastische Formteil für
den Tintenbehälter
entsprechend der vorliegenden Erfindung kann mittels eines Zweifarben-Formgebungsverfahrens
zusammen mit Kunststoffen spritzgegossen werden, kann mit einem
Material, welches in seiner Härte
herabgesetzt ist, geformt und vulkanisiert werden und ist weiterhin
in Lösungsmittelbeständigkeit
und Haltbarkeit hervorragend. Das genannte elastische Formteil ist
gut geeignet besonders zur Verwendung als Tintenbehälterventil,
welches an einer Stelle installiert ist, welche die Tintenkammer
von dem Tintenzuführungsteil
trennt, durch die Druckdifferenz zwischen der Tintenkammer und dem Tintenzuführungsteil
betätigt
wird und welches den Aufzeichnungskopf mit der in der Kammer eingefüllten Tinte
versorgt; auch zur Verwendung als Dichtungselement, welches an der
Tintenzuführungsöffnung des
Tintenbehälters
angebracht ist und das verhindert, dass die Tinte an der genannten
Zuführungsöffnung leckt;
und weiter zur Verwendung als Dichtungselement, welches am Hauptgehäuse des
Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes
installiert ist und verhindert, dass die Tinte am Aufzeichnungskopf
leckt; und weiterhin noch zur Verwendung als Verbindungsglied, das
den Tintenzuführungsteil
mit dem Aufzeichnungskopf verbindet.
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf ein Vergleichsbeispiel
und Arbeitsbeispiele mehr in Einzelheiten beschrieben. Die physikalischen
Eigenschaften in den folgenden Arbeitsbeispielen, dem Vergleichsbeispiel
und den Referenzbeispielen wurden in Übereinstimmung mit den hierin
nachfolgend beschriebenen Methoden zahlenmäßig bestimmt.
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(1) Materialhärte
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Die
Materialhärte
wurde entsprechend JIS K6301 (Typ A) gemessen
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(2) Ausgelaufene Menge
des Weichmachers
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Ein
kreisförmiges
Blatt der Probe mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke
von 2 mm wurde zwischen Eisenplatten gelegt, auf eine Dicke von
1 mm zusammengepresst und 48 Stunden bei 70°C stehen gelassen. Danach wurde
die gepresste Probe gewogen, das so erhaltene Gewicht vom Gewicht
vor der Pressung abgezogen und der Rest nach der Subtraktion als
ausgelaufene Menge bezeichnet, welche als Gewichts-% ausgedrückt wurde.
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Der
Löslichkeitsparameter
des Polymeren (SP Wert) wurde mittels einer herkömmlichen Methode gemessen.
Darüber
hinaus wurde das Molekulargewicht-Zahlenmittel des Copolymeren mittels
Gelpermeationschromatographie gemessen [GPC: GMH-XL (2 Säulen in
Reihe), hergestellt von Tosoh Corporation] und ausgedrückt als
Molekulargewicht-Zahlenmittel von Polystyrol, basierend auf monodispersem
Polystyrol als Standard unter Verwendung eines Differenzialrefraktometers
(RI).
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Beispiele 1 bis 5 Vergleichsbeispiel
und Referenzbeispiele 1 und 2
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(1) Herstellung des thermoplastischen
Materials (Ausgangsmaterial für
das elastische Formteil des Tintenbehälters)
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Proben
des thermoplastischen Materials wurden durch ausreichendes Kneten
jeder der Komponenten in Mischungsverhältnissen, wie in Tabelle 1
gezeigt, hergestellt und die physikalischen Eigenschaften der entstandenen
Mischungen bestimmt. Wie aus Tabelle 1 klar hervorgeht, wurde als
Ergebnis in Beispiel 1 bis 5 kaum Auslaufen beobachtet, wohingegen
im Vergleichsbeispiel starkes Auslaufen beobachtet wurde und mehr oder
weniger Auslaufen in den Referenzbeispielen 1 und 2.
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(2) Herstellung des Tintenbehälterventils
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Unter
Verwendung des im vorhergehenden Abschnitt (1) erhaltenen thermoplastischen
Materials wurde unter den Herstellungsbedingungen einer Formtemperatur
von 80°C
und einer Harztemperatur von 190°C ein
Tintenbehälterventil
hergestellt. Das so hergestellte Tintenbehälterventil wurde an einer Stelle,
welche die Tintenkammer von dem Zuführungsteil in den Tintenbehälter trennt,
angebracht und einem Tintenzuführungstest
und einem Langzeit-Haltbarkeitstest (120°C, 1000 Stunden) unterworfen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben, in welcher die Bezeichnung „
" bedeutet, dass die
zugeführte
Tinte völlig
frei ist von einer durch Auslaufen bedingten Verunreinigung und
das Tintenbehälterventil
ausreichend als ein Ventil funktioniert; die Bezeichnung „x" bedeutet, dass die
zugeführte
Tinte durch Auslaufen verunreinigt ist; und das Zeichen „-" bedeutet, dass keine
Testergebnisse gemessen werden konnten.
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Demzufolge
genügten
die Materialien in den Beispielen 1 bis 5 den beiden geforderten
Eigenschaften (Langzeithaltbarkeit, wie auch Tintenzuführungseignung),
wohingegen das Material des Vergleichsbeispiels eine schlechtere
Haftung an Polypropylenharz hatte und dadurch das Tintenbehälterventil
als Ventil unbrauchbar machte und die Materialien in den Referenzbeispielen
1 und 2 manchmal als Ergebnis eine beobachtbare Verunreinigung der
Tinte, bedingt durch Auslaufen während
der Zeit des Haltbarkeitstests, lieferten.
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(3) Herstellung des Dichtungselements
für den
Tintenbehälter
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Unter
Verwendung des im vorhergehenden Abschnitt (1) erhaltenen thermoplastischen
Materials wurde unter Herstellungsbedingungen einer Formtemperatur
von 80°C
und einer Harztemperatur von 170°C
ein Dichtungselement für
den Tintenbehälter
hergestellt. Das so hergestellte Dichtungselement wurde am Ende des
Tintenzuführungsteils
in den Tintenbehälter
angebracht und wurde einem Langzeithaltbarkeitstest (120°C, 1000 Stunden)
unterworfen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 wiedergegeben, in
welcher die Bezeichnung „
" bedeutet, dass die
zugeführte
Tinte völlig
frei ist von einer durch Auslaufen bedingten Verunreinigung, und, dass überhaupt
keine Tintenleckage durch das Dichtungselement beobachtet wird;
die Bezeichnung „x" bedeutet, dass die
zugeführte
Tinte durch Auslaufen verunreinigt ist; und das Zeichen „-" bedeutet, dass keine Testergebnisse
messbar waren.
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Demzufolge
erbrachten die Materialien der Beispiele 1 bis 5 zufriedenstellende
Langzeithaltbarkeit ohne jede sichtbare Tintenleckage, wohingegen
das Material des Vergleichsbeispiels eine schlechtere Haftung an
Polypropylenharz zeigte und sich dadurch als Dichtungselement unbrauchbar
erwies und die Materialien der Referenzbeispielen 1 und 2 manchmal
zu sichtbarer Verunreinigung der Tinte, bedingt durch Auslaufen während der
Zeit des Haltbarkeitstests, führten.
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Beschreibung der eingemischten
Komponenten in den Beispielen, Vergleichsbeispiel und Referenzbeispielen (Tabelle
1)
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- Polymer A: SEPS Polymer mit einem Molekulargewicht-Zahlenmittel
von 100000 und einem SP Wert von 8,5
- Polymer B: SEPS Polymer mit einem Molekulargewicht-Zahlenmittel
von 70000 und einem SP Wert von 8,5
- Polymer C: SEBS Polymer mit einem Molekulargewicht-Zahlenmittel
von 50000 und eine SP Wert von 8,5
- Weichmacher A: Öl
auf Paraffinbasis (hergestellt von Idemitsu Kosan Co., Ltd., Handelsname:
PW-380, mit einem Molekulargewicht-Zahlenmittel von 750 und einem
SP Wert von 7,8)
- Additiv A: Polypropylenharz
- Additiv B: Gemisch aus Siliconharz und Polypropylenharz zu gleichen
Teilen
- Additiv C: Siliconpolymer gepfropft auf Polypropylenharz
- Additiv D: Ruß
- Additiv E: Schwefel
- Additiv F: Polyphenylenetherharz