JP7215182B2 - 液体吸収体、インク吸収器および液滴吐出装置 - Google Patents

液体吸収体、インク吸収器および液滴吐出装置 Download PDF

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Description

本発明は、液体吸収体、インク吸収器および液滴吐出装置に関するものである。
インクジェットプリンターでは、通常、インクの目詰まりによる印刷品質の低下を防止するために実施されるヘッドクリーニングや、インクカートリッジ交換後のインク充填の際に、廃インクが発生する。そこで、インクジェットプリンターは、このような廃インクがプリンター内部の機構等に対する不本意な付着が生じないようにするため、廃インクを吸収する液体吸収体を備えている。
例えば、特許文献1には、セルロール繊維と、熱融着性物質と、難燃性物質と、を含む液体吸収体であって、インクの電気伝導度をσ[μS/cm]、インク5gに、難燃性物質1gを混合した際の電気伝導度をσ[μS/cm]としたとき、σ-σ≦500の関係を満足する液体吸収体が開示されている。このような液体吸収体は、難燃性が付与されたものとなる。このため、インクジェットプリンターの安全性の向上を図ることができる。
特開2014-40045号公報
一方、難燃性物質は、その種類によっては、インクと反応し、凝集することがある。このような凝集は、液体吸収体における吸収特性の低下を招く。このため、特許文献1に記載の液体吸収体には、インクとの組み合わせによって吸収特性が低くなるという課題がある。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下のものとして実現することが可能である。
本発明の液体吸収体は、
繊維を含む第1層と、繊維を含む第2層と、前記第1層と前記第2層との間に設けられ吸水性樹脂を含む第3層と、を有する小片を複数備え、
前記小片は、互いに表裏の関係を有する2つの主面を有し、前記主面の面積をa[mm ]とし、前記主面の法線方向における厚さをb[mm]としたとき、5.0<a 1/2 /b≦10.0および0.10≦b≦8.0の関係を満たし、
前記小片の前記主面でとり得る最も長い線分を長軸とするとき、前記長軸の長さは、0.5mm以上30mm以下であり、
前記吸水性樹脂は、JIS K 7120:1987に規定のプラスチックの熱重量測定方法に従い、試料量が5mg以上15mg以下、昇温速度が10.0℃/分、測定雰囲気が窒素という測定条件で測定されたTG曲線において、初期重量に対する400℃における重量減少量の比率が0.050以上0.500未満である。
本発明のインク吸収器は、本発明の液体吸収体と、
前記液体吸収体を収納する容器と、
を備えることを特徴とする。
本発明の液滴吐出装置は、インクの廃液を回収する回収部を備え、
本発明のインク吸収器が前記回収部に設置されていることを特徴とする。
図1は、実施形態に係る液体吸収体の形態を示す斜視図である。 図2は、実施形態に係る液体吸収体が備える小片の断面図である。 図3は、図1および図2に示す小片に含まれる吸水性樹脂のTG曲線の一例を示す図である。 図4は、図1および図2に示す小片を製造する方法の一例を説明するための図である。 図5は、図1および図2に示す小片を製造する方法の一例を説明するための図である。 図6は、図1および図2に示す小片を製造する方法の一例を説明するための図である。 図7は、図1および図2に示す小片を製造する方法の一例を説明するための図である。 図8は、実施形態に係る液滴吐出装置および実施形態に係るインク吸収器を示す部分垂直断面図である。
以下、本発明の液体吸収体、インク吸収器および液滴吐出装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図1は、実施形態に係る液体吸収体の形態を示す斜視図である。図2は、実施形態に係る液体吸収体が備える小片の断面図である。
なお、以下では、説明の都合上、図2中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。
図1および図2に示すように、液体吸収体10Aは、繊維を含む第1層11と、繊維を含む第2層12と、第1層11と第2層12との間に設けられ吸水性樹脂3を含む第3層13と、を有する小片1を複数備える小片集合体10を有している。すなわち、液体吸収体10Aは、様々な小片を含んでいてもよいが、少なくとも前述したような小片1を複数備える小片集合体10を有している。
そして、小片1に含まれる吸水性樹脂3は、JIS K 7120:1987に規定のプラスチックの熱重量測定方法に従い、試料量が5mg以上15mg以下、昇温速度が10.0℃/分、測定雰囲気が窒素という測定条件で測定されたTG曲線において、初期重量に対する400℃における重量減少量の比率が0.050以上0.500未満であることを満たす樹脂である。
このような液体吸収体10Aは、吸水性樹脂3が上記のような熱的特性を有しているため、難燃剤を添加しなくても良好な難燃性を示すものとなる。このため、従来の液体吸収体のように、難燃剤と液体とが反応して凝集してしまい、液体吸収特性が低下するという不具合の発生を抑制することができる。すなわち、かかる液体吸収体10Aによれば、良好な液体吸収特性と難燃性とを両立させることができる。
また、このような液体吸収体10Aは、以下のような効果を有していてもよい。
液体吸収体10Aでは、小片集合体10に液体が付与されたとき、小片1と液体とが接触する頻度を多く確保することができるとともに、小片1と液体との接触面積を多く確保することができる。このため、小片1に接触した液体は、一旦、第1層11および第2層12に含まれた繊維に保持される。その後、この液体は、繊維から吸水性樹脂3に送り込まれ、吸水性樹脂3に保持されるため、小片集合体10全体としての液体の吸収特性を向上させることができる。
また、液体吸収体10Aは、小片1を複数備える小片集合体10で構成されているため、形状を自由に変化させることができる。よって、後述する容器内に所望の量の液体吸収体10Aを隅々まで収納することができる。その結果、液体の吸収特性にムラが生じるのを防止することができる。
さらに、吸水性樹脂3は、第1層11と第2層12との間に挟まれているため、小片1から離脱しにくくなる。これにより、液体吸収体10Aは、上述したような良好な液体吸収特性を長期にわたって発揮することができるとともに、小片1から吸水性樹脂3が脱落するのを抑制することができる。よって、吸水性樹脂3が容器内で偏在するのを抑制することができる。その結果、容器内で液体吸収特性にムラが生じるのを抑制し、ひいては、吸収可能量をより多く確保することができる。
なお、本明細書における「吸水」とは、水系溶媒に色材が溶解した水系インクを吸収することはもちろん、溶剤にバインダーが溶解した溶剤系インクや、UV照射により硬化する液状のモノマー中にバインダーが溶解したUV硬化性インクや、分散媒にバインダーが分散したラテックスインク等、インク全般を吸収することを言う。
以上のような小片集合体10において、各小片1の構成は互いに同様であるため、以下、1枚の小片1について代表的に説明する。
前述したように、小片1は、繊維を含む第1層11と、繊維を含む第2層12と、第1層11と第2層12との間に設けられ吸水性樹脂3を含む第3層13と、を有する。また、本実施形態に係る液体吸収体10Aでは、第1層11と第2層12との間、ならびに、第1層11および第2層12と吸水性樹脂3との間は、必要に応じて設けられる接着剤4を介して接着されている。そして、本実施形態に係る第1層11および第2層12は、大半が、それぞれ平面視で略長方形をなしている。なお、平面視とは、第1層11の厚さ方向から見ることをいう。また、接着剤4が設けられない場合には、吸水性樹脂3への加水によって発現する粘着性またはタック性により接着される。
吸水性樹脂3は、図2に示すように、少なくとも第1層11と第2層12との間、すなわち第1層11の内面112と第2層12の内面122との間の空間である層間14に担持されている。また、吸水性樹脂3は、図2に示すように、層間14の他、これらの面とは反対側の面、つまり、第1層11の表面111または第2層12の表面121にも担持されていてもよい。これにより、小片1に到達した液体をより効率よく吸収することができる。また、第1層11の表面111または第2層12の表面121に到達した液体を速やかに層間14へと浸透させることができる。
なお、第1層11の表面111および第2層12の表面121に吸水性樹脂3が担持されている場合、層間14と表面111、121とで吸水性樹脂3の担持量が同じであってもよいが、異なっているのが好ましい。つまり、表面111、121の担持量の方が少ないことが好ましい。これにより、液体を表面111、121から内面112、122に浸透させやすくなる。層間14には、相対的に多くの吸水性樹脂3が担持されているため、層間14において保持する能力が強化され、液体吸収体10Aの液体吸収特性をより高めることができる。
以下、小片1の各部について詳述する。
第1層11および第2層12は、それぞれ繊維を含む層状の構造体であり、例えば多孔質である。このため、吸水性樹脂3を好適に担持させることができ、担持された吸水性樹脂3は、脱落しにくくなる。また、表面積が大きいため、小片1に液体が付与された場合、この液体は一旦繊維に保持された後、吸水性樹脂3に移行するため、小片1全体としての液体吸収特性の向上が図られやすい。
このような繊維としては、例えば、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維等の合成樹脂繊維;セルロース繊維、ケラチン繊維、フィブロイン繊維等の天然樹脂繊維やその化学修飾物等が挙げられ、これらを単独でまたは適宜混合して用いることができるが、セルロース繊維を主とするのが好ましく、ほぼ全部がセルロース繊維であるのがより好ましい。
セルロースは、好適な親水性を有する材料であるため、小片1に水系の液体が付与された場合に、その液体を好適に取り込むことができ、流動性が特に高い状態、例えば粘度が10mPa・s以下の状態を速やかに脱することができるとともに、一旦取り込んだ液体を、好適に吸水性樹脂3に送り込むことができる。その結果、小片1全体としての液体吸収特性を特に優れたものとすることができる。また、セルロースは、一般に吸水性樹脂3との親和性が高いため、繊維の表面に吸水性樹脂3をより好適に担持させることができる。また、セルロース繊維は、再生可能な天然素材で、各種繊維の中でも安価で入手が容易である。例えば、古紙由来のセルロース繊維は、比較的低コストであるとともに、環境負荷の低減に寄与する。よって、セルロース繊維は、小片1の生産コストの低減、安定的な生産、環境負荷の低減等の観点からも有利である。
なお、本明細書において、セルロース繊維とは、化合物としてのセルロース、つまり狭義のセルロースを主成分とし繊維状をなすものであればよく、セルロースの他に、ヘミセルロース、リグニンを含んでいてもよい。
繊維の平均長さは、特に限定されないが、0.1mm以上7.0mm以下であるのが好ましく、0.1mm以上5.0mm以下であるのがより好ましく、0.2mm以上3.0mm以下であるのがさらに好ましい。繊維の平均径は、特に限定されないが、0.05mm以上2.00mm以下であるのが好ましく、0.10mm以上1.00mm以下であるのがより好ましい。
繊維の平均アスペクト比、すなわち平均径に対する平均長さの比率は、特に限定されないが、10以上1000以下であるのが好ましく、15以上500以下であるのがより好ましい。
以上のような数値範囲により、吸水性樹脂3の担持や、繊維による液体の保持、液体の吸水性樹脂3への送り込みをより好適に行うことができ、小片1全体としての液体吸収特性をより優れたものとすることができる。
なお、繊維の平均長さおよび平均径は、それぞれ100本以上の繊維についての長さの平均値および直径の平均値である。
また、第1層11と第2層12とで、繊維の種類、繊維の長さ、繊維の径、繊維のアスペクト比、層厚等の諸条件が互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。なお、後述する液体吸収体の製造方法では、同一の繊維基材から第1層11および第2層12が製造されることになるため、これらの諸条件は互いに同じになる確率が高いが、製造方法は下記のものに限定されないので、第1層11および第2層12を互いに異なる繊維基材から製造するようにしてもよい。
吸水性樹脂3は、吸水性を有する樹脂であればよく、特に限定されないが、例えば、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、澱粉-アクリル酸グラフト共重合体、澱粉-アクリロニトリルグラフト共重合体の加水分解物、酢酸ビニル-アクリル酸エステル共重合体、イソブチレンとマレイン酸との共重合体等、アクリロニトリル共重合体やアクリルアミド共重合体の加水分解物、ポリエチレンオキサイド、ポリスルフォン酸系化合物、ポリグルタミン酸や、これらの塩または中和物、架橋体等が挙げられる。ここで、吸水性とは、親水性を有し、水分を保持する機能を言う。なお、吸水性樹脂3には、吸水するとゲル化するものが多い。
これらの中でも、吸水性樹脂3は、側鎖に官能基を有する樹脂が好ましい。官能基としては、例えば、酸基、ヒドロキシル基、エポキシ基、アミノ基等が挙げられる。特に、吸水性樹脂3は、側鎖に酸基を有する樹脂であるのが好ましく、側鎖にカルボキシル基を有する樹脂であるのがより好ましい。
側鎖を構成するカルボキシル基含有単位としては、例えば、アクリル酸、メタアクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、クロトン酸、フマル酸、ソルビン酸、ケイ皮酸やこれらの無水物、塩等の単量体から誘導されるものが挙げられる。
側鎖に酸基を有する吸水性樹脂3を含む場合、当該吸水性樹脂3中に含まれる酸基のうち中和されて塩を形成しているものの割合は、30mol%以上100mol%以下であるのが好ましく、50mol%以上95mol%以下であるのがより好ましく、60mol%以上90mol%以下であるのがさらに好ましく、70mol%以上80mol%以下であるのがもっとも好ましい。これにより、吸水性樹脂3による液体の吸収性をより優れたものとすることができる。
中和の塩の種類は、特に限定されず、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩等のアルカリ金属塩、アンモニア等の含窒素塩基性物の塩等が挙げられるが、これらの中でもナトリウム塩が好ましい。これにより、吸水性樹脂3による液体の吸収性をより優れたものとすることができる。
側鎖に酸基を有する吸水性樹脂3は、インク吸収時に酸基同士の静電反発が起こり、吸収速度が速くなるため好ましい。また、酸基が中和されていると、浸透圧により液体が吸水性樹脂3内部に吸収され易くなる。
吸水性樹脂3は、側鎖に酸基を含有していない構成単位を有していてもよく、このような構成単位としては、例えば、親水性の構成単位、疎水性の構成単位、重合性架橋剤となる構成単位等が挙げられる。
前記親水性の構成単位としては、例えば、アクリルアミド、メタアクリルアミド、N-エチル(メタ)アクリルアミド、N-n-プロピル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクレリート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、N-ビニルピロリドン、N-アクリロイルピペジリン、N-アクリロイルピロリジン等のノニオン性化合物から誘導される構成単位等が挙げられる。なお、本明細書において(メタ)アクリルおよび(メタ)アクリレートとは、アクリルまたはメタクリル、および、アクリレートまたはメタクリレートであることを意味する。
前記疎水性の構成単位としては、例えば、(メタ)アクリルニトリル、スチレン、塩化ビニル、ブタジエン、イソブテン、エチレン、プロピレン、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート等の化合物から誘導される構成単位等が挙げられる。
前記重合性架橋剤となる構成単位としては、例えば、ジエチレングリコールジアクリレート、N,N-メチレンビスアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアクリレート、アリルグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート、ビスフェノールジアクリレート、イソシアヌル酸ジアクリレート、テトラアリルオキシエタン、ジアリルオキシ酢酸塩等から誘導される構成単位等が挙げられる。
特に、吸水性樹脂3は、ポリアクリル酸塩共重合体またはポリアクリル酸重合架橋体を含有するのが好ましい。これにより、例えば、液体に対する吸収性能が向上したり、製造コストを抑えることができたりする利点がある。
ポリアクリル酸重合架橋体としては、分子鎖を構成する全構成単位に占めるカルボキシル基を有する構成単位の割合が、50mol%以上のものが好ましく、80mol%以上のものがより好ましく、90mol%以上のものがさらに好ましい。カルボキシル基を含有する構成単位の割合が少なすぎると、液体の吸収性能を十分に優れたものとすることが困難になる可能性がある。
ポリアクリル酸重合架橋体中のカルボキシル基は、一部が中和、すなわち部分中和されて塩を形成していることが好ましい。ポリアクリル酸重合架橋体中の全カルボキシル基中に占める中和されているものの割合は、30mol%以上99mol%以下であるのが好ましく、50mol%以上99mol%以下であるのがより好ましく、70mol%以上99mol%以下であるのがさらに好ましい。
また、吸水性樹脂3は、前述した重合性架橋剤以外の架橋剤で架橋した構造を有していてもよい。
吸水性樹脂3が酸基を有する樹脂である場合、架橋剤としては、例えば、酸基と反応する官能基を複数持った化合物を好ましく用いることができる。
吸水性樹脂3が酸基と反応する官能基を有する樹脂である場合には、架橋剤として、分子内に酸基と反応する官能基を複数個有する化合物を好適に用いることができる。
酸基と反応する官能基を複数個有する化合物としては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリンポリグリシジルエーテル、ジグリセリンポリグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル化合物;(ポリ)グリセリン、(ポリ)エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、ポリオキシエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の多価アルコール類;エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、ポリエチレンイミン、ヘキサメチレンジアミン等の多価アミン類等が挙げられる。また、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム等の多価イオン類等も、吸水性樹脂3が有する酸基と反応して架橋剤として機能するため、好適に用いることができる。
吸水性樹脂3は、例えば、鱗片状、針状、繊維状、粒子状等、いかなる形状をなしていてもよいが、その大半が粒子状をなしているのが好ましい。吸水性樹脂3が粒子状をなしている場合には、液体の浸透性を容易に確保することができる。また、第1層11および第2層12に吸水性樹脂3を好適に担持させることができる。なお、粒状とは、アスペクト比、すなわち最大長さに対する最少長さの比が0.3以上1.0以下であることを言う。粒子の平均粒径は、50μm以上800μm以下であるのが好ましく、100μm以上600μm以下であるのがより好ましく、200μm以上500μm以下であるのがさらに好ましい。なお、粒子の平均粒径とは、100個以上の粒子について最大長さを求めたとき、その平均値のことをいう。
また、小片1は、前述した以外の成分を含んでいてもよい。このような成分としては、例えば、界面活性剤、潤滑剤、消泡剤、フィラー、ブロッキング防止剤、紫外線吸収剤、顔料、染料等の着色剤、難燃剤、流動性向上剤等が挙げられる。
また、図2に示すように、吸水性樹脂3は、第1層11および第2層12の層間14に担持されていればよいが、一部は、第1層11の内部および第2層12の内部に入り込んでいてもよく、さらに、第1層11の表面111または第2層12の表面121に浸透してしてもよい。つまり、吸水性樹脂3は、一部が第1層11の内面112および第2層12の内面122から内部に含浸し、繊維を被覆するように分布していてもよい。これにより、吸水性樹脂3の第1層11および第2層12に対する担持力を高めることができる。よって、容器内で吸水性樹脂3が脱落するのを防止することができる。その結果、高い液体吸収特性を長期にわたって発揮することができるとともに、吸水性樹脂3が容器内で偏在するのを防止することができるため、液体吸収特性にムラが生じるのを防止することができる。
なお、本明細書中における「含浸」とは、吸水性樹脂3の粒子の少なくとも一部が層間14から第1層11の内部および第2層12の内部に入り込んで埋没している状態のことを言う。また、全ての粒子が含浸していなくてもよい。そして、吸水性樹脂3の粒子が軟化によって第1層11および第2層12を貫通していてもよい。
ここで、図3は、図1および図2に示す小片1に含まれる吸水性樹脂3のTG曲線の一例を示す図である。
図3に示すTG曲線は、JIS K 7120:1987に規定のプラスチックの熱重量測定方法に従い、試料量が5mg以上15mg以下、昇温速度が10.0℃/分、測定雰囲気が窒素という測定条件で測定されたものである。したがって、このTG曲線は、前述した質量の試料の温度を、前述した測定雰囲気下において、前述した昇温速度で連続的に上昇させたとき、その間の試料の質量変化を縦軸に、経過時間を横軸にとって求めた曲線である。なお、図3の縦軸は、下方に向かって減少量が増える方向に設定されている。したがって、図3に示すTG曲線は、昇温に伴って試料の分解、揮発等による質量減少が発生し、下方に変位する曲線となる。
本実施形態に係る吸水性樹脂3は、上記のようにして得られたTG曲線において、400℃における試料の重量を測定する。そして、この吸水性樹脂3は、試料の初期重量に対する400℃における試料の重量減少量の比率が測定されたとき、その比率が0.050以上0.500未満であることを満たす。このような吸水性樹脂3は、400℃までの間、比較的重量減少量が少ないことから、分解量が限定的である。このため、かかる吸水性樹脂3は、400℃までの間では、加熱されても著しい熱分解が抑えられている。つまり、かかる吸水性樹脂3は、この温度領域では、吸熱によって自己消火性が高くなっているとみなすことができる。
したがって、このような吸水性樹脂3を含む小片1を備えた液体吸収体10Aは、良好な難燃性を示すものとなる。例えば、第1層11および第2層12に含まれた繊維がセルロース繊維である場合、セルロース繊維の単体は300~400℃程度で燃焼を開始するところ、セルロース繊維に吸水性樹脂3が担持されていることにより、セルロース繊維の燃焼開始温度を上昇させることができる。これにより、第1層11および第2層12が燃焼しにくくなるため、結果的に液体吸収体10Aの難燃性を高めることができる。
なお、吸水性樹脂3のTG曲線において、初期重量に対する400℃における重量減少率の比率は、好ましくは0.050以上0.400未満とされ、より好ましくは0.075以上0.350未満とされる。この比率が前記下限値を下回ると、難燃性はより高くなるものの、吸水性樹脂3の吸水特性が低下したり、吸水性樹脂3の取り扱いが難しくなったりするおそれがある。一方、この比率が前記上限値を上回ると、前述した温度領域における熱分解が非常に大きいということになるため、難燃性が低下するおそれがある。
以上のように、液体吸収体10Aは、繊維を含む第1層11と、繊維を含む第2層12と、第1層11と第2層12との間に設けられ吸水性樹脂3を含む第3層13と、を有する小片1を複数備える小片集合体10で構成されている。そして、吸水性樹脂3は、前述したように、JIS K 7120:1987に規定のプラスチックの熱重量測定方法に従い、試料量が5mg以上15mg以下、昇温速度が10.0℃/分、測定雰囲気が窒素という測定条件で測定されたTG曲線において、初期重量に対する400℃における重量減少量の比率が0.050以上0.500未満であることを満たす樹脂である。
このような液体吸収体10Aは、良好な液体吸収特性と難燃性とを両立している。また、この難燃性は、主に吸水性樹脂3における熱重量特性に応じて発現していると考えられるため、難燃剤の使用を不要にしたり、使用量の削減を図ったりすることを可能にする。このため、液滴吐出装置200の安全性を高めつつ、難燃剤の使用量を減らし、難燃剤の使用による副作用を抑えることができる。
また、吸水性樹脂3は、そのTG曲線において、初期重量に対する200℃における重量減少量の比率は、0.001以上0.080未満であるのが好ましく、0.005以上0.045未満であるのがより好ましく、0.010以上0.040未満であるのがさらに好ましい。この比率は、例えばセルロース繊維のような天然繊維の燃焼温度より低い温度においても、吸水性樹脂3の重量減少が非常に少ないことを示している。したがって、このような比率を満たす吸水性樹脂3は、200~400℃の温度範囲だけでなく、200℃未満の温度範囲においても、熱分解が抑えられたものとなる。その結果、液体吸収体10Aの難燃性をより高めることができる。
また、吸水性樹脂3は、そのTG曲線において、初期重量に対する600℃における重量減少量の比率は、特に限定されないが、例えば0.500以上とされ、好ましくは0.700未満とされる。これにより、より良好な液体吸収特性と難燃性とを両立した液体吸収体10Aを実現することができる。
また、小片1において、繊維の合計重量に対する吸水性樹脂3の合計重量の比率は、0.15以上1.75以下であるのが好ましく、0.20以上1.50以下であるのがより好ましく、0.25以上1.20以下であるのがさらに好ましい。これにより、第1層11および第2層12において繊維による浸透性を十分に高めつつ、吸水性樹脂3による十分な吸収性を確保することができる。その結果、液体吸収体10Aの液体吸収特性を特に高めることができる。
なお、この比率が前記下限値を下回ると、吸水性樹脂3による吸収性および難燃性が不十分になるおそれがある。一方、この比率が前記上限値を上回ると、吸水性樹脂3が相対的に多すぎることになるため、小片1の液体吸収に伴う膨張率が大きくなり、液体の浸透性が低下するおそれがある。
また、液体吸収体10Aは、必要に応じて、接着剤4を含んでいてもよい。接着剤4は、層間14において第1層11と第2層12とを接着するとともに、吸水性樹脂3同士や吸水性樹脂3と第1層11および第2層12との接着も担う。これにより、第1層11と第2層12とを十分な接着力で接着し、吸水性樹脂3をより脱落しにくくすることができる。
なお、接着剤4による接着は、小片1を製造する際、吸水性樹脂3と水を含む液体との接触により、吸水性樹脂3が軟化することによって発現する粘着性またはタック性によって代替可能である。すなわち、加水によって接着剤4の機能が代替される。
加水以外の方法で接着する場合、接着剤4としては、特に限定されず、水溶性接着剤や有機系接着剤等を用いることができるが、中でも、水溶性接着剤であるのが好ましい。これにより、液体が水系であった場合、吸水性樹脂3の表面に水溶性接着剤が付着していたとしても、液体が接着剤4と接触した際に水溶性接着剤が溶けるので、吸水性樹脂3による液体の吸収が、水溶性接着剤によって阻害されるのを防止することができる。
接着剤4として水溶性接着剤を用いた場合、その水溶性接着剤としては、カゼイン、大豆蛋白、合成蛋白等の蛋白質類、澱粉や酸化澱粉等の各種澱粉類、ポリビニルアルコール、カチオン性ポリビニルアルコール、シリル変性ポリビニルアルコール等の変性ポリビニルアルコールを含むポリビニルアルコール類、カルボキシメチルセルロースやメチルセルロース等のセルロース誘導体、水性ポリウレタン樹脂、水性ポリエステル樹脂等が挙げられる。
これらの接着剤の中でも表面強度の点からポリビニルアルコールを用いることが好ましい。これにより、第1層11および第2層12と吸水性樹脂3との接着力を十分に高めることができる。
なお、吸収する液体の種類に応じて接着剤の種類を選定することにより、液体の種類に関わらず、上記効果を発揮することができる。
小片1における接着剤4の含有量は、繊維に対して1.0重量%以上70.0重量%以下であるのが好ましく、2.5重量%以上50.0重量%以下であるのがより好ましい。これにより、接着剤4を含有することの効果をより顕著に得られる。接着剤4の含有量が少なすぎると、接着剤4を含有することの効果を十分に得られないおそれがある。一方、接着剤4の含有量が多すぎると、吸水性樹脂3の担持力の向上がそれ以上得られないおそれがある。
各小片1の形状は、特に限定されないが、図1に示す小片1は長尺状をなしている。また、小片1は、可撓性を有するのが好ましい。これにより、各小片1は、変形し易いものとなる。これらの小片1を含む小片集合体10を容器に収納した際、各小片1は、容器の内側の形状に関わらず変形するため、小片集合体10は、一括して無理なく収納される。また、小片集合体10全体としての液体との接触面積をできる限り確保することができ、よって、液体を吸収する吸収特性が向上する。
また、図1に示す小片1は、主面の各辺の長さよりも厚さが薄い板状をなしている。つまり、小片1は、互いに表裏の関係を有する2つの主面を有する板状をなしている。
小片1の主面の面積をa[mm]とし、この主面の法線方向における小片1の厚さをb[mm]としたとき、小片1は、a1/2/b>5.0および0.05≦b≦10.0の関係を満たすのが好ましい。
このような小片1は、主面が十分に細長いことと、厚さを所定の範囲内に収めることが規定されたものとなる。これにより、小片集合体10のかさ密度を適度に増加させることができ、かつ、小片1は、吸水性樹脂3の担持や、繊維による液体の保持または液体の吸水性樹脂3への送り込みを好適に行うことができる。このため、小片集合体10全体として液体の吸収特性をより優れたものとすることができる。さらに、小片集合体10全体として変形させ易く、容器への形状追従性に優れる。
なお、小片1は、より好ましくは、a1/2/b>5.3および0.10≦b≦8.0の関係を満たす。
また、小片1の主面は、前述したように、細長い形状をなしているのが好ましい。このような小片1が容器内に収納されると、各小片1の延在方向が互いに異なるように充填されやすくなる。
このような収納状態では、小片1同士の間に間隙が形成され易い。これにより、液体は、間隙を通過したり、また、間隙が微小の場合、毛細管現象で濡れ広がったりすることができる、すなわち、液体の通液性を確保することができる。これにより、容器内で下方に向かって流れる液体が途中で堰き止められるのが防止され、よって、容器の底まで液体を速やかに浸透させることができる。これにより、各小片1で過不足なく液体を吸収し、長期間保持することができる。
また、小片集合体10全体として、液体と接触する機会が増え、よって、液体を吸収する吸収性能が向上する。
また、小片集合体10は、前述したように、その形状が自由に変化しやすいものとなる。これにより、所望の量の小片集合体10を容器内に収納することができるとともに、例えば、かさ密度の調整を容易に行うことができる。その結果、液体の吸収特性にムラが生じるのを防止することができる。
なお、小片集合体10では、大きさ、形状が互いに異なる小片1が含まれていてもよい。そして、液体吸収体10Aには様々な小片が含まれていてもよいが、このうち、本実施形態に係る小片1が含まれている割合は、個数で、全ての小片の10%以上であるのが好ましく、50%以上であるのがより好ましい。
また、小片1の互いに表裏の関係を有する2つの主面において、その主面でとり得る最も長い線分の長さ、すなわち小片1の長軸の長さは、容器の形状や大きさにもよるが、例えば0.5mm以上200mm以下であるのが好ましく、1mm以上100mm以下であるのがより好ましく、2mm以上30mm以下であるのがさらに好ましい。
また、小片1の主面のうち、前述した長軸と直交する方向においてとり得る最も長い線分の長さ、すなわち小片1の短軸の長さは、容器の形状や大きさにもよるが、例えば0.1mm以上100mm以下であるのが好ましく、0.3mm以上50mm以下であるのがより好ましく、1mm以上20mm以下であるのがさらに好ましい。
以上のような数値範囲により、吸水性樹脂3の担持や、繊維による液体の保持または液体の吸水性樹脂3への送り込みをより好適に行うことができ、小片1全体としての液体の吸収特性をより優れたものとすることができる。さらに、小片集合体10全体として変形させ易く、容器への形状追従性に優れる。
なお、小片集合体10において、全ての小片1が前記数値範囲を満たす必要はないが、個数で1%以上の小片1が満たしているのが好ましく、10%以上の小片1が満たしているのがより好ましい。
また、液体を吸収する前の小片集合体10のかさ密度は、0.01g/cm以上0.5g/cm以下であるのが好ましく、0.03g/cm以上0.3g/cm以下であるのがより好ましく、これらの中でも0.05g/cm以上0.2g/cm以下であるのが特に好ましい。これにより、液体の保水性および浸透性を両立することができる。
小片集合体10のかさ密度が小さすぎると、吸水性樹脂3の含有量が低下する傾向を示し、液体の保水性が不十分になる可能性がある。一方、小片集合体10のかさ密度が大きすぎると、小片1同士の間の間隙が十分に確保できず、液体の浸透性が不十分になる可能性が有る。
また、小片1は、可撓性を有し、変形可能であるため、小片集合体10のかさ密度を容易かつ適正に調整することができ、上述したようなかさ密度とすることができる。
以上のような液体吸収体10Aは、前述したように良好な難燃性を示すが、その難燃性は、UL94規格のHB試験によって評価される。UL94規格のHB試験は、幅13.0mm、長さ125mmの試験片の一端を把持することによって試験片を水平に保持し、その他端に30秒間ガスバーナーの炎を当てることにより、試験片の燃焼の程度を調べる試験である。なお、試験片は、あらかじめ、気温23℃、相対湿度50%の環境下に48時間放置したものである。また、ガスバーナーの炎の高さは20mmとし、ガスバーナーの角度は45°とする。また、試験片の着火される端、つまり前述した他端から25mmと100mmの位置にそれぞれ標線を引いておく。なお、この2本の標線で挟まれた区間を燃焼区間という。
このような難燃性評価において、本実施形態に係る液体吸収体10Aは、従来よりも優れた難燃性を示す。ここで、難燃性の評価にあたり、以下の式で求められる燃焼速度を用いる。
燃焼速度(mm/分)=燃焼区間の長さ(mm)/燃焼区間での燃焼時間(分)
そして、試験片の厚さが3.0mm未満の場合、この燃焼速度が75mm/分以下であれば、合格となる。また、試験片の厚さが3.0mm以上13.0mm以下の場合、この燃焼速度が40mm/分以下であれば、合格となる。
本実施形態に係る液体吸収体10Aは、従来よりも優れた難燃性を示し、かつ、このUL94規格のHB試験に合格する程度に優れた難燃性を有する。
次に、液体吸収体10Aの製造方法について説明する。
図4ないし図7は、それぞれ図1および図2に示す小片を製造する方法の一例を説明するための図である。
本製造方法は、配置工程と、吸水性樹脂付与工程と、折り曲げ工程と、加熱加圧工程と、を有する。
まず、配置工程として、図4に示すように、シート状の繊維基材2000を載置台300に配置する。
次に、吸水性樹脂付与工程として、まず、シート状の繊維基材2000に対し、一方の面側から液状の接着剤4を付与する作業を必要に応じて行う。この付与の方法としては、スプレーによる塗布や、スポンジローラーに接着剤4を染み込ませておき、該スポンジローラーをシート状の繊維基材2000の一方の面上で転がす方法等が挙げられる。
次いで、図5に示すように、メッシュ部材400を介して吸水性樹脂3をシート状の繊維基材2000の一方の面上に付与する。メッシュ部材400は、網目401を有しており、吸水性樹脂3のうち、網目401よりも大きい粒子は、メッシュ部材400上に捕捉され、一方、網目401よりも小さい粒子は、網目401を通過してシート状の繊維基材2000の一方の面上に付与される。
このようにしてメッシュ部材400を用いることにより、付与する吸水性樹脂3の粒径を可及的に均一にすることができる。よって、繊維基材2000の場所によって液体の吸収性にムラが生じるのを防止することができる。
なお、前述した接着剤4の付与は、必要に応じて設けられればよく、吸水性樹脂3を付与した後、吸水性樹脂3に加水することによって、吸水性樹脂3に粘着性またはタック性を発現させる作業で代替するようにしてもよい。
加水作業は、例えば霧吹き装置等を用いて行うことができる。
次に、折り曲げ工程として、図6に示すように、配置工程および吸水性樹脂付与工程を経たシート状の繊維基材2000を半分に折り曲げる。この際、吸水性樹脂3が塗布されている面が互いに接するように二つ折りにする。
次いで、図7に示すように、折り曲げたシート状の繊維基材2000を、一対の加熱ブロック500の間に配置する。そして、加熱加圧工程として、一対の加熱ブロック500を加熱するとともに、一対の加熱ブロック500が接近する方向に加圧して、繊維基材2000をその厚さ方向に加圧する。これにより、吸水性樹脂3が加熱により軟化するとともに、吸水性樹脂3が加圧により繊維基材2000の内部に入り込み、一部は繊維基材2000を透過する。
本工程での加圧力は、0.1kg/cm以上1.0kg/cm以下であるのが好ましく、0.2kg/cm以上0.8kg/cm以下であるのがより好ましい。また、本工程での加熱温度は、80℃以上160℃以下であるのが好ましく、100℃以上120℃以下であるのがより好ましい。
その後、加熱および加圧を解除することにより、吸水性樹脂3が繊維基材2000の内側に入り込んだ状態で繊維基材2000に接着され、吸水性樹脂3が繊維基材2000に含浸した状態となるとともに、折り曲げられて重なった繊維基材2000同士が吸水性樹脂3または接着剤4によって接合される。
次いで、必要に応じて、二つ折りにされたシート状の繊維基材2000を、例えば、はさみ、カッター、ミル、シュレッダー等により、細かく裁断・粗砕・粉砕したり、手で細かく千切ったりして個片化する。これにより、複数の小片1が得られ、複数の小片1で構成される小片集合体10が得られる。
そして、この小片集合体10を、所望量計量し、手でほぐしたりしてかさ密度を調整しつつ、所望の容器に収納する。これにより、液体吸収体10Aを容器に収納してなる液体吸収器が得られる。
このような製造方法によれば、1枚の繊維基材2000に吸水性樹脂3を塗布した後、折り曲げるという簡単な方法で繊維基材2000同士が積層された構造を作製することができる。すなわち、2枚の繊維基材2000にそれぞれ吸水性樹脂3を塗布するという作業を省略することができる。よって、製造工程を簡素にすることができる。
さらに、加熱加圧工程では、繊維基材2000のうち、加熱ブロック500が接触する面は、吸水性樹脂3があまり付着していない面であるため、加熱ブロック500に吸水性樹脂3が付着するのを抑制することができる。よって、加熱ブロック500の洗浄工程を省略したり、回数を減らしたりすることができ、生産性に優れる。
以上、液体吸収体10Aについて説明したが、続いて、液体吸収体10Aを備えるインク吸収器100および液滴吐出装置200について説明する。
図8は、実施形態に係る液滴吐出装置および実施形態に係るインク吸収器を示す部分垂直断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図8中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。
図8に示すインク吸収器100は、液体吸収体10Aと、液体吸収体10Aを収納する容器9と、を備える。これにより、前述した液体吸収体10Aの効果を発揮することができるインク吸収器100を得ることができる。すなわち、良好な液体吸収特性と難燃性とを両立させたインク吸収器100を得ることができる。
図8に示す液滴吐出装置200は、例えばインクジェット式のカラープリンターである。この液滴吐出装置200は、液体の一例であるインクQの廃液を回収する回収部205を備えているが、この回収部205としてインク吸収器100が用いられている。これにより、前述したインク吸収器100の効果を発揮することができる液滴吐出装置200を得ることができる。すなわち、良好な液体吸収特性と難燃性とを両立させたインク吸収器100を備え、信頼性および安全性に優れた液滴吐出装置200を得ることができる。
この液滴吐出装置200は、インクQを吐出するインク吐出ヘッド201と、インク吐出ヘッド201のノズル201aの目詰まりを防止するキャッピングユニット202と、キャッピングユニット202とインク吸収器100とを接続するチューブ203と、インクQをキャッピングユニット202から送液するローラーポンプ204と、回収部205と、を備えている。
インク吐出ヘッド201は、下方に向かってインクQを吐出するノズル201aを複数有している。このインク吐出ヘッド201は、紙等のような記録媒体に対して移動しつつ、インクQを吐出して、印刷を施すことができる。
キャッピングユニット202は、インク吐出ヘッド201が待機位置にあるときに、ローラーポンプ204の作動により、各ノズル201aを一括して吸引して、ノズル201aの目詰まりを防止するものである。
チューブ203は、キャッピングユニット202を介して吸引されたインクQをインク吸収器100まで導く管路である。このチューブ203は、可撓性を有している。
ローラーポンプ204は、チューブ203の途中に配置されており、ローラー部204aと、ローラー部204aとの間でチューブ203の途中を挟持する挟持部204bと、を有している。ローラー部204aが回転することにより、チューブ203を介して、キャッピングユニット202に吸引力を生じさせる。そして、ローラー部204aが回転し続けることにより、ノズル201aに付着したインクQを回収部205まで送り込むことができる。
回収部205には、液体吸収体10Aが収納されたインク吸収器100が設置されており、インクQは、インク吸収器100に送り込まれ、廃液として、インク吸収器100内の小片集合体10で吸収される。
図8に示すように、インク吸収器100は、液体吸収体10Aと、液体吸収体10Aを収納する容器9と、容器9を封止する蓋体8とを備えている。
このインク吸収器100は、液滴吐出装置200に対し、着脱自在に装着され、その装着状態で、前述したようにインクQの廃液吸収に用いられる。このように、インク吸収器100を、いわゆる「廃インクタンク」として用いることができる。そして、インク吸収器100のインクQの吸収量が限界に達したら、このインク吸収器100を、新たな未使用のインク吸収器100に交換することができる。なお、インク吸収器100のインクQの吸収量が限界に達したか否かについては、液滴吐出装置200内の検出部によって検出される。また、インク吸収器100のインクQの吸収量が限界に達した場合には、その旨が、例えば、液滴吐出装置200に内蔵されたモニター等の報知部により報知される。
容器9は、液体吸収体10Aを収納する。この容器9は、平面視で例えば四角形状をなす底部91と、底部91の各辺から上方に向かって立設した4つの側壁部92とを有する箱状をなす。そして、底部91と4つの側壁部92とに囲まれた収納空間93内に、小片集合体10で構成された液体吸収体10Aが収納されている。
なお、容器9は、平面視で四角形状をなす底部91を有するものに限定されず、例えば、平面視で円形状をなす底部91を有し、全体が円筒状のものであってもよい。
容器9は、可撓性を有していてもよいが、硬質であるのが好ましい。硬質の容器9は、内圧または外力が作用した場合に、容積が10%以上変化しない程度の形状保持性を有する。これにより、容器9は、液体吸収体10Aの各小片1がインクQを吸収した後、膨張することによる力を内側から受けた場合でも、容器9自身の形状を維持することができる。よって、液滴吐出装置200内での容器9の設置状態が安定し、各小片1がインクQを安定して吸収することができる。
なお、容器9は、インクQを透過しない材料で構成されていればよく、その構成材料は、特に限定されないが、例えば、環状ポリオレフィンやポリカーボネート等のような各種樹脂材料を用いることができる。また、容器9の構成材料としては、前記各種樹脂材料の他に、例えば、アルミニウムやステンレス鋼等のような各種金属材料を用いるようにしてもよい。
また、容器9は、透明または半透明であることにより、内部視認性を有するものとなるが、不透明であってもよい。
インク吸収器100は、容器9を封止する蓋体8を備えている。図8に示すように、蓋体8は、板状をなし、容器9の上部開口部94に嵌合している。この嵌合により、上部開口部94を液密的に封止することができる。これにより、例えば、インクQがチューブ203から排出されて落下した際に、小片集合体10に衝突して跳ね上がった場合でも、そのインクQが外方に飛散するのを防止することができる。よって、インクQがインク吸収器100の周辺に付着して汚れるのを防止することができる。
蓋体8の中央部には、チューブ203が接続される接続口81が形成されている。接続口81は、蓋体8を厚さ方向に貫通した貫通孔で構成されている。そして、この接続口81に、チューブ203の下流側の端部が挿入されている。また、このとき、チューブ203の排出口203aは、下方を向いている。
なお、蓋体8の下面の接続口81の周囲には、例えば、放射状のリブや溝が形成されていてもよい。リブや溝は、例えば、容器9内でのインクQの流れの方向を規制する規制部として機能する。
また、蓋体8は、インクQを吸収する吸収性を有していてもよいし、インクQを弾く撥液性を有していてもよい。
蓋体8の厚さとしては、特に限定されず、例えば、1mm以上20mm以下であるのが好ましく、8mm以上10mm以下であるのがより好ましい。なお、蓋体8は、このような数値範囲の板状をなすものに限定されず、それよりも薄いフィルム状のものであってもよい。この場合、蓋体8の厚さとしては、特に限定されず、例えば、10μm以上1mm未満であるのが好ましい。
容器9に収納される液体吸収体10Aは、小片集合体10を含んでいる。小片集合体10は、可撓性を有する複数の小片1を備え、本実施形態では、これらの小片1を一括して容器9に収納して用いられる。
容器9に収納される小片1の枚数は、特に限定されず、例えばインク吸収器100の用途等の諸条件に応じて、適宜必要枚数が選択される。この小片1の収納量の大小によって、インク吸収器100でのインクQの最大吸収量を調整することができる。
また、容器9の収納空間93の容積をV1とし、インクQを吸収する前の小片集合体10の総体積をV2としたとき、V1とV2の比V2/V1は、0.1以上0.7以下であるのが好ましく、0.2以上0.7以下であるのがより好ましい。これにより、容器9内には、空隙95が生じる。各小片1は、インクQを吸収した後に膨張するが、空隙95は、各小片1が膨張した際のバッファーとなる。よって、各小片1は、十分な膨張を果たすことができ、インクQを十分に吸収することができる。
以上、本発明の液体吸収体、インク吸収器および液滴吐出装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、液体吸収体およびインク吸収器を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明の液体吸収体は、インクを吸収する用途以外、液体を吸収するあらゆる用途に用いられる。
また、前記各実施形態におけるインク吸収器の用途は、「廃インクタンク」であるが、本発明のインク吸収器の用途は、これに限定されず、例えば、液滴吐出装置のインクの流路から不本意に漏れ出たインクを吸収する「インク漏れ受容器」であってもよい。
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
(実施例1)
[1]液体吸収体の製造
まず、シート状の繊維基材として、縦30cm、横22cm、厚さ0.5mmの紙であるトッパン・フォームズ株式会社製G80A4Wを用意した。この紙に含まれる繊維の平均長さは0.71mm、平均幅は0.2mm、平均長さ/平均幅で定義されるアスペクト比は3.56であった。また、紙の重さは4g/1枚であった。また、紙には、トナーによる印字がなされていないものを使用した。
次いで、この紙に一方の面側から霧吹きで純水を2ccふきかけた。
次いで、側鎖に酸基としてのカルボキシル基を有する吸水性樹脂であるポリアクリル酸重合架橋体の部分ナトリウム塩架橋物として、三洋化成工業株式会社製サンフレッシュ ST-500MPSAを、紙の水を吹きかけた面側から付与した。この際、吸水性樹脂を、目開き寸法が0.106mmの網目を有するふるい、具体的には東京スクリーン株式会社製、JTS-200-45-106にかけながら付与した。吸水性樹脂の塗布量は4gであった。
そして、吸水性樹脂が付着した面に谷が形成されるようにして、紙を半分に折り曲げた。この折り曲げた状態で、一対の加熱ブロックを用いて、折り曲げた紙をその厚さ方向に加圧するとともに加熱した。加圧は0.3kg/cmで行い、加熱温度は100℃であった。また、加熱、加圧を行った時間は、2分であった。
そして、加熱、加圧を解除して、折り曲げた紙が常温になったら、シュレッダーにより、折り曲げた紙を大きさ2mm×15mm、厚さ1.0mmの小片に裁断した。これにより、液体吸収体を得た。
なお、繊維の合計重量に対する吸水性樹脂の重量比率は0.50であり、吸水性樹脂の平均粒径は、35~50μmであった。また、各小片では、吸水性樹脂は、繊維基材に含浸されていた。
(実施例2)
繊維の合計重量に対する吸水性樹脂の合計重量の比率を表1に示すように変更した以外は、前記実施例1と同様にして液体吸収体を製造した。
(実施例3)
紙として、トナーによる印字が全面になされているものを使用した以外は、実施例2と同様にして液体吸収体を製造した。
(実施例4)
繊維の合計重量に対する吸水性樹脂の合計重量の比率を表1に示すように変更した以外は、前記実施例1と同様にして液体吸収体を製造した。
(実施例5)
紙として、トナーによる印字が全面になされているものを使用した以外は、実施例4と同様にして液体吸収体を製造した。
(実施例6)
繊維の合計重量に対する吸水性樹脂の合計重量の比率を表1に示すように変更した以外は、前記実施例1と同様にして液体吸収体を製造した。
(実施例7)
紙として、トナーによる印字が全面になされているものを使用した以外は、実施例2と同様にして液体吸収体を製造した。
(実施例8-10)
繊維の合計重量に対する吸水性樹脂の合計重量の比率を表1に示すように変更した以外は、前記実施例1と同様にして液体吸収体を製造した。
(実施例11、12)
小片の形状を表1に示すように変更した以外は、前記実施例1と同様にして液体吸収体を製造した。
(実施例13-19)
小片の条件を表1に示すように変更した以外は、前記実施例1と同様にして液体吸収体を製造した。
なお、吸水性樹脂には、株式会社日本触媒製、アクアリック CA-W-101を使用した。
(比較例1、2)
小片の条件を表1に示すように変更した以外は、前記実施例1と同様にして液体吸収体を製造した。
(比較例3、4)
小片として、繊維基材を2層用いた構造ではなく、繊維基材を1層のみ用いた構造のものを使用するとともに、小片の条件を表1に示すように変更した以外は、前記実施例1と同様にして液体吸収体を製造した。
(比較例5、6)
比較例1で用いたのと同様の吸水性樹脂に加え、難燃性物質としてリン酸アンモニウムを添加した以外は、前記比較例1と同様にして液体吸収体を製造した。なお、難燃性物質の使用量は、小片の10質量%とした。
[2]評価
[2-1]吸水性樹脂の脱落の有無
まず、アズワン株式会社製のニューディスポカップ 100mLのプラスチックの容器を複数個用意し、前記各実施例および前記各比較例で製造した液体吸収体2.0gを、それぞれ異なる容器に入れた。
次に、容器に入れた液体吸収体を再び取り出し、黒紙上に広げて吸水性樹脂の脱落の有無を目視にて観察した。そして、観察結果を以下の評価基準に照らして評価した。
A:吸水性樹脂の脱落がほとんどない
B:吸水性樹脂の脱落が少数ある
C:吸水性樹脂の脱落が多数ある
評価結果を表1に示す。
[2-2]吸収特性
次に、[2-1]のようにして液体吸収体を容器に収容した後、その容器に対し、市販のインクジェット用インクであるセイコーエプソン株式会社製ICBK-61を25cc注いだ。そして、注ぎきってから2分後および5分後に容器内を目視で観察し、以下の基準に照らして評価した。
A:液体吸収体の表面にインクが滲んでいない
B:液体吸収体の表面にインクが部分的に滲んでいるが、ほとんどのインクを吸収し、インクの溜りが見られない
C:液体吸収体の表面にインクが部分的に滲んでおり、若干インクの溜りが見られる
D:液体吸収体の表面にインクの溜りが見られる
評価結果を表1に示す
[2-3]難燃性
まず、[1]で折り曲げた状態にした紙から、幅13mm×125mmの試験片を切り出した。この試験片は、サイズ以外、前述した各実施例および各比較例の小片と同様である。
次に、UL94規格のHB試験を行い、試験片の燃焼速度を測定した。そして、測定した燃焼速度を以下の基準に照らして評価した。
A:燃焼速度が65mm/分以下である、または、標線に至る前に燃焼が停止した
B:燃焼速度が65mm/分超70mm/分以下である
C:燃焼速度が70mm/分超75mm/分以下である
D:燃焼速度が75mm/分超である
評価結果を表1に示す。
Figure 0007215182000001
表1から明らかなように、各実施例では優れた吸収特性と優れた難燃性とを確認することができた。また、小片における吸水性樹脂の脱落もほとんど見られなかった。
一方、各比較例では、吸水特性と難燃性とを両立させることができなかった。また、吸水性樹脂が脱落しているものも認められた。
なお、セイコーエプソン株式会社製のインクジェット用インク(ICBK80)の代わりに、キヤノン株式会社製のインクジェット用インク(BCI-381sBK)、ブラザー工業株式会社製のインクジェット用インク(LC3111BK)、日本ヒューレット・パッカード株式会社製のインクジェット用インク(HP 61XL CH563WA)に変更した以外は、前記と同様に評価を行ったところ、前記と同様の結果が得られた。
1…小片、3…吸水性樹脂、4…接着剤、8…蓋体、9…容器、10…小片集合体、10A…液体吸収体、11…第1層、12…第2層、13…第3層、14…層間、81…接続口、91…底部、92…側壁部、93…収納空間、94…上部開口部、95…空隙、100…インク吸収器、111…表面、112…内面、121…表面、122…内面、200…液滴吐出装置、201…インク吐出ヘッド、201a…ノズル、202…キャッピングユニット、203…チューブ、203a…排出口、204…ローラーポンプ、204a…ローラー部、204b…挟持部、205…回収部、300…載置台、400…メッシュ部材、401…網目、500…加熱ブロック、2000…繊維基材、Q…インク

Claims (8)

  1. 繊維を含む第1層と、繊維を含む第2層と、前記第1層と前記第2層との間に設けられ吸水性樹脂を含む第3層と、を有する小片を複数備え、
    前記小片は、互いに表裏の関係を有する2つの主面を有し、前記主面の面積をa[mm ]とし、前記主面の法線方向における厚さをb[mm]としたとき、5.0<a 1/2 /b≦10.0および0.10≦b≦8.0の関係を満たし、
    前記小片の前記主面でとり得る最も長い線分を長軸とするとき、前記長軸の長さは、0.5mm以上30mm以下であり、
    前記吸水性樹脂は、JIS K 7120:1987に規定のプラスチックの熱重量測定方法に従い、試料量が5mg以上15mg以下、昇温速度が10.0℃/分、測定雰囲気が窒素という測定条件で測定されたTG曲線において、初期重量に対する400℃における重量減少量の比率が0.050以上0.500未満であることを特徴とする液体吸収体。
  2. 前記吸水性樹脂は、前記TG曲線において、初期重量に対する200℃における重量減少量の比率が0.001以上0.080未満である請求項1に記載の液体吸収体。
  3. 前記繊維の合計重量に対する前記吸水性樹脂の合計重量の比率が0.15以上1.20以下である請求項1または2に記載の液体吸収体。
  4. 前記繊維は、セルロース繊維である請求項1ないし3のいずれか1項に記載の液体吸収体。
  5. 複数の前記小片は、液体を吸収する前のかさ密度が0.01g/cm 以上0.5g/cm 以下である請求項1ないし4のいずれか1項に記載の液体吸収体。
  6. 前記吸水性樹脂の少なくとも一部は、前記第1層または前記第2層に含浸している請求項1ないし5のいずれか1項に記載の液体吸収体。
  7. 請求項1ないしのいずれか1項に記載の液体吸収体と、
    前記液体吸収体を収納する容器と、
    を備えることを特徴とするインク吸収器。
  8. インクの廃液を回収する回収部を備え、
    請求項に記載のインク吸収器が前記回収部に設置されていることを特徴とする液滴吐出装置。
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