KR20010082574A - 기록액체 공급 통로, 기록액체 수납용기, 이들을 구비하는기록액체 공급 장치, 및 그의 표면 개질 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기록액체 공급 통로, 기록액체 수납용기, 및 이들을 구비하는 기록액체 공급 장치, 및 기록액체가 공급관을 통해 토출되도록 효율적으로 공급하기 위한 기록액체 공급 장치의 표면 개질 방법을 제공하는 것이다. 공급관의 내부가 도 3A에 도시된 바대로 친수성으로 되어 있지 않으면, 이 공급관의 벽을 통과한 공기는 기포를 형성하고, 이 기포는 공급관의 내면에 부착하여 기록 액체의 흐름을 막는다. 그러나 공급관의 내면이 친수성으로 되어 있어 도 3B에 도시된 친수성 표면을 형성하면, 기록 액체는 기포가 부착되어 있는 공급관의 내면 부분에서 친수성 표면을 따라 공급되어, 공급관 내면에 부착된 기포 면적이 감소되고 기포는 내면에서 부상하게 된다. 결과적으로, 기록액체가 공급될 때, 기포는 기록액체의 흐름에 의해 용이하게 제거될 수 있고 이로 인해 기록액체의 흐름이 기포에 의해 폐색되는 것을 막을 수 있다.

Description

기록액체 공급 통로, 기록액체 수납용기, 이들을 구비하는 기록액체 공급 장치, 및 그의 표면 개질 방법 {Recording Liquid Feed Path, Recording Liquid Container, and Recording Liquid Feed Device Having Same, as Well as Surface Modifying Method for the Recording Liquid Feed Device}

본 발명은, 기록액체(잉크)를 보유하는 기록액체 수납용기, 기록액체를 토출하여 피기록 매체에 부착시키는 것에 의해 기록을 행하는 잉크제트 헤드에 기록액체 수납용기로부터 기록액체를 유도하는 기록액체 공급통로, 및 이들을 구비하는 기록액체 공급장치, 및 기록액체 공급 장치의 기록액체가 직접통과하는 부분, 또는 기록액체를 공급하기 위해서 필요한 필터 등의 구조체의 일부 표면의 친수화 방법에 관한 것이다.

본 발명은 추가로 기록액체 수납용기 내의 부압 발생 부재로서 이용되는 섬유 자체의 표면 또는 어떠한 처리가 된 상기 표면의 특성이나 성질 등을 바꿔 접액 특성을 향상시키는 물품 표면 개질 방법에 관한 것이다. 그리고 본 발명은 또한 상기 표면 개질된 부압 발생 부재에 관한 것이다.

덧붙여, 특히 본 발명은, 표면 처리되기 어렵지만 환경 친화적인 올레핀계 수지로 구성되어 있는 섬유에 대하여 표면 개질을 확실하게 행할 수 있는 표면 개질 방법, 이렇게 개질된 표면을 갖는 섬유 및 이러한 섬유의 제조 방법에 관한다.

잉크제트 헤드로부터 기록액체(잉크)를 토출시켜, 피기록 매체에 부착시키는 것에 의해 기록을 행하는 잉크제트 프린터에는, 일반적으로, 잉크제트 헤드에 공급하는 잉크를 보유하는 기록액체 수납용기와, 잉크탱크로부터 잉크제트 헤드로 잉크를 유도하는 기록액체 공급통로를 포함하는 기록액체 공급 장치가 설치된다.

기록액체 공급통로로는, 기록액체 수납용기와 잉크제트 헤드가 서로 떨어져 배치되는 경우에는 가요성 플라스틱 튜브등이 이용되고, 또한 잉크제트 헤드와 일체식 또는 이탈 분리식의 기록액체 수납용기가 설치되는 경우라도, 관형의 연통 부재(조인트 파이프)가 이용되는 경우가 있다. 헤드와 탱크 사이의 통로 내에는 필터가 통상적으로 설치된다.

전술의 기록액체 공급통로로서 도 35A 및 35B에 도시한 바와 같은 플라스틱 튜브 등의 공급관 (1001)이 설치된 기록액체 공급 장치에서는, 공급관 (1001) 내의 잉크가 증발하여 기체가 되고, 이 기체는 공급관 (1001)의 벽을 투과하여 외부로 방출된다. 이후, 미량의 공기가 공급관 (1001)의 벽을 투과하여 공급관 (1001)으로 침입하여, 도 35A에 도시한 바와 같이, 공급관 (1001) 내에 기포 (1002)를 형성시킬 수 있다. 이와 같이 공급관 (1001) 내에 기포 (1002)가 형성되면, 기포 (1002)에 의해 잉크 유로가 좁아져, 잉크의 흐름이 나쁘게 되고, 잉크 공급 불량이 초래될 수 있다.

또한, 이러한 상태가 장기간 방치되는 경우에는, 기포가 점점 커져 큰 기포 (1002)에 의해서 도 35B 에 도시한 바와 같이 공급관 (1001) 내의 잉크가 분리되어, 메니스커스 (1003)를 형성할 수 있다. 이러한 상태는 잉크의 흐름에 영향을 미쳐서 잉크 공급 불능을 초래할 수 있다. 이 경우에는, 예를 들면, 공급관 (1001) 내의 잉크를 흡출해내는 펌프를 사용하여 공급관 (1001)의 연통을 회복하려고 하여도, 상당히 큰 힘을 가하지 않으면 회복할 수 없는 경우가 있다.

공급관 (1001)의 벽에 공기가 투과하기 어려운 가스 배리어층을 설치하면, 기포 (1002)의 형성이 감소될 수 있다. 그러나, 이러한 가스 배리어층을 설치하면 공급관 (1001)이 굵게 되어 더 넓은 공간을 차지하게 된다. 또한, 공급관이 단단해져서 잉크제트 프린터 내에 배치하기 위해서 구부리거나 잉크제트 헤드를 실은 캐리지와 같이 잉크제트 헤드가 이동하는 데 따라 응력이 가해질 때에 공급관이 깨질 수 있다.

또한, 흡수체 수납실과 액체 저장실을 지니고, 흡수체 수납실에 기액 교환을 촉진하기 위해 기체 도입로가 형성되어 있는 기록액체 수납용기에서는, 기체 도입로로 공기가 들어가 공기로를 형성하고 이 공기가 액체 저장실에 들어가 실내의 압력을 완화한다. 이 때, 공기의 이동 시간은 액체 공급시의 부압 증가를 지배하기때문에, 기액 교환을 위해 기체 도입로의 모세관력을 증가시킬 필요 없이 공기가 원활하게 이동하는 것이 바람직하다.

상기 액체 저장실을 교환가능하게 한 기록액체 수납용기에서는, 액체 저장실과 흡수체 수납실 사이에 가로방향 (수평 방향)으로 비교적 긴 잉크 유로인 조인트 파이프가 설치되어 있어, 액체 저장실에서 흡수체 수납실로의 잉크 도입이 순조롭게 행해지지 않는 경우가 있을 수 있다. 특히, 예를 들면 잉크 제트 프린터가 비스듬히 놓여져 조인트 파이프가 흡수체 수납실을 향해 상측으로 기울어져 있는 경우에는, 잉크 도입이 순조롭게 행해지지 않을 수 있고, 그 결과로 잉크의 고갈이 일어날 수 있다.

발명의 요약

본 발명은, 상기와 같은 문제를 해결하여 기록액체 수납용기로부터 액체 토출 헤드까지의 액체 공급통로/(바람직하게는 또한 기록액체 수납용기 내)에서의 잉크 이동을 순조롭게 행할 수 있는 기록액체 공급통로, 기록액체 수납용기 및 이들을 구비하는 기록액체 공급 장치를 대상으로 한다.

기록 헤드의 액체 공급구 내에 섬유 방향을 액체 공급 방향으로 배열한 섬유다발로 이루어지는 압접체가 배치된 잉크 탱크의 경우에, 압접체의 잉크류 저항이 높고 고속 인쇄 요건을 충족시키기 위해 고유속으로 잉크가 공급되면, 헤드에 안정적으로 잉크를 공급하는 것이 더 이상 가능하지 않다는 문제가 상기와 같은 관점으로부터 제기된다.

본 발명은, 종래의 기술 수준에 대한 본 발명자들의 검토 과정에서 나온 새로운 지식에 기초한 획기적인 발명이다.

래디컬 형성에 의하는 화학적 결합에만 의존하는 종래의 표면 개질법으로 복잡한 형상의 표면에 균일한 표면 개질을 행하는 것은 불가능하다. 특히, 잉크제트 분야에서 이용되는 부압을 발생시키기 위한 스폰지나 섬유 복합체와 같이 내부에 복잡한 다공질 부분을 갖는 부압 발생 부재 내부에 표면 개질을 행하는 것은 불가능하다.

덧붙여, 사용되는 액체에 계면활성제가 들어 있으면 다공질체 부분이 표면 개질되지 않고, 계면활성제가 없게 되면 액체는 전혀 특성이 없게 되어, 표면 자체의 특성 역시 바로 그 원래 상태로 되돌아 간다.

더구나, 올레핀계 수지는, 물에 대한 접촉각이 80도 이상인 것으로부터 알 수 있는 바와 같이 발수성이 우수한 것이기는 하지만, 장기적으로 바람직한 친액성을 얻게하는 것이 가능한 표면 개질 방법이 없다.

따라서, 본 발명자들은, 우선 올레핀계 수지의 표면 개질을 합리적으로 행하고 그 개질 특성을 유지하는 방법을 찾고 모든 물품의 표면 개질을 행할 수 있는 방법을 제공하기 위한 연구를 한 결과, 액체 처리액을 이용하는 것에 주목하고 복잡한 형상의 부압 발생 부재에 대하여도 처리 가능하다는 전제를 설정하였다.

또한, 본 발명자들은 부압 발생 부재의 개질되야 하는 표면과 반응기를 갖는 고분자와의 관계에 있어서, 표면 에너지를 이용함으로써 반응기와의 밸런스를 원하는 상태로 조절할 수 있는 점 및 고분자 자체의 분석에 의해서 내구성 및 품질의안정성이 한층 더 향상될 수 있는 점을 새로이 발견하였다.

또한, 별도의 관점에서, 본 발명자들은, 다공질체와 같은 부압 발생 부재의 부압 특성에 주목한 바, 하기의 문제를 새롭게 인식하였다.

통상적인 부압 발생 부재는 많은 경우에 초기 단계에서 채워진 액체 잉크와 같은 액체에 노출되어 있다.

부압실과 액체 수납실이 일체형으로 되어 있는 경우에, 액체에 노출되어 있는 부압 발생 부재의 일부분은 액체를 소비하고, 이 소비된 액체의 양은 보충될 수 있다. 그러나, 정상 상태에 있는 관련 장치의 내부는 전체적으로 액체를 소비하는 부압 발생 부재에 액체 보충을 받는 것이 상정되어 있지 않다. 그 때문에, 초기 부압이나 초기 액체 보유량으로의 복귀가 액체의 보충에 의해서 얻어지는지 아닌지는 당업자에게도 불확실하다.

본 발명자들은, 부압 발생 부재 수납실 내에 함유된 액체를 임의의 레벨로 소비한 후에, 보충 액체 수납실 (용기 또는 탱크)을 부착함으로써 어느 정도의 복귀가 이루어질 수 있는 가를 검토한 바, 초기에 부압 발생 부재에 충전되는 액체는 어떤 적합한 수단에 의해 강제 주입되기 때문에 그 양이 상당히 크지만, 이와 같이 단순히 재충전한 경우는, 부압 발생 부재 중의 공기의 제거가 어렵기 때문에 반 정도의 복귀밖에 얻어지지 않고, 이러한 단순한 액체의 재충전이 반복되면, 재보유 가능한 액체량은 점점 작아져 부압도 증가하는 결과를 초래함을 알아내었다.

본 발명의 제1 목적은, 액체 토출 헤드로 이어지는 액체 공급관 부분에 기포가 존재하더라도 흡인 또는 가압 등에 의한 회복 수단에 의해서 회복 가능한 액체공급 통로를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제2 목적은, 액체 공급 통로의 내면에 통로의 내부 직경을 거의 변화시키지 않는 분자 수준의 박막 고분자를 사용하여 친액화면을 형성한 액체 공급 통로 및 그 제조 방법의 제공에 있다.

본 발명의 제3 목적은, 액체 토출 헤드에 공급하는 액체를 보유할 수 있고, 탈착 가능한 액체 공급 부재의 접속, 이탈 분리를 받는 부압 발생 부재 수납실의 조인트 (결합부)에서의 액체의 이동성이나 회수성을 향상시킨 수납실의 제공과, 이에 덧붙여서, 부압 발생 부재의 적어도 일부에 친액화 처리를 가한 수납실의 제공에 있다. 특히, 액체 공급 부재에 의한 부압 발생실로의 액체 공급에 따르는 기체 (외기) 도입을 확실하게 행할 수 있는 수납실 및 시스템의 제공하는 것도 또한 본 발명의 목적이다.

본 발명의 제4의 목적은, 액체 토출 헤드용 올레핀계 수지관 내면의 친액성을 확보하는 액체 공급관 제조 방법, 및 그 방법에 의하여 제조된 액체 공급관을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제5의 목적은, 액체 토출 장치 내에 형성된 액체 공급 통로 내의 공기 투과성이나 용출 방지 효과 및 친액성을 발휘할 수 있는 관, 파이프, 및 필터 등의 구조 부재를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적 혹은 상기 목적이 조합된 목적은, 하기의 설명으로부터 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 잉크제트 프린터의 도식적 투시도이다;

도 2는 잉크제트 프린터에 사용되는 기록액체 공급 장치의 도식적 단면도이다;

도 3a 및 3b는 도 2의 기록액체 공급 장치의 공급관 (302)의 특징을 도시하는 확대도이고, 여기서 도 3a는 참고예로서, 친수화된 표면 (316)이 형성되어 있지 않은, 공급관 (302)의 단면도이고 도 3B는 친수화 표면 (316)이 형성되어 있는, 제1 실시예에 사용된, 공급관 (302)의 단면도이다;

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기록액체 공급 장치의 도식적 단면도이다;

도 5a 및 5b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 기록액체 공급 장치를 구성하는 잉크 카트리지의 모식도이고, 여기서 도 5a는 단면도이고 도 5b는 칸막이 벽 (54) 부분의 투시도이다;

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 기록액체 공급 장치를 구성하는 잉크제트 헤드카트리지의 도식적 단면도이다;

도 7a 및 7b는 도 6의 잉크제트 헤드카트리지의 모식도이고, 도 7a는 카트리지 전체의 간략한 단면도이고 도 7b는 조인트 파이프 (61) 부분의 확대 단면도이다;

도 8a 및 8b는 도 6의 잉크카트리지의 조인트 파이프 (61) 부분의 친수화의 또다른 예를 도시하는 단면도이다;

도 9a, 9b, 9c 및 9d는 도 6의 잉크제트 헤드 카트리지에서 잉크의 이동 상태의 예를 도시하는 도면이다;

도 10은 도 6의 잉크제트 헤드 카트리지의 접속구 (62) 부분의 발수화 처리의 예를 도시하는 단면도이다;

도 11a, 11b, 11c, 11d, 11e 및 11f는 도 6의 제트 헤드카트리지의 흡수체, 흡수체 수납실, 및 조인트 파이프의 친액화의 변형예를 도시하는 도면이다;

도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 기록액체 공급 장치를 구성하는 잉크제트 헤드 카트리지의 도식적 단면도이다;

도 13a 및 13b는 본 발명에 적용 가능한 표면 개질 방법에 있어서의, 물품 (기재)의 피 개질 표면상에 형성되는 표면 개질제로서 고분자와 물품표면과의 부착 형태를 도시하는 도면이고, 도 13a는 기능성 기로서 제1 기와 물품 표면에의 부착을 위한 제2 기 모두가 고분자의 측쇄에 함유되어 있는 경우를 설명하는 도면이고 도 13b는 제2 기가 고분자의 주쇄에 함유되어 있는 경우를 설명하는 도면이다;

도 14는 본 발명에 적용 가능한 표면 개질 방법에 있어서 표면 개질제로서고분자를 포함하는 처리액층으로 도포된 기재를 도식적으로 도시하는 도면이다;

도 15는 본 발명에 적용 가능한 표면 개질 방법에 있어서 기재상에 형성한 표면 개질제로서 고분자를 포함하는 도포층에서 용매를 부분적으로 제거하는 공정을 도시하는 개념도이다;

도 16a 및 도 16b는 도포층에서 용매를 일부 제거하는 공정에 수반되고 처리액에 첨가된 산에 의해 유도되는 표면 개질제로서의 고분자가 부분적으로 분해되는 과정을 도시하는 개념도이다;

도 17은 고분자를 포함하는 도포층에서 용매를 추가로 제거하는 공정에 수반하되는 표면 개질제로서의 고분자 또는 그 세분화물을 배향시키는 과정을 도시하는 개념도이다;

도 18은 어떤 과정에서 도포층에 함유된 용매가 건조 제거되고 표면 개질제로서 고분자 또는 그 세분화물이 배향되고, 표면상에 부착되고 고정되는지를 도시하는 개념도이다;

도 19는 어떤 과정에서 표면상에 부착 고정되는 표면 개질제로서의 고분자 유래 세분화물이 축합반응에 의해 재결합되는지를 도시하는 개념도이다;

도 20은 본 발명에 적용 가능한 표면 개질 방법을, 발수성 표면의 친액화 처리에 적용시키는 예를 도시하고 또한 처리액에 물을 첨가함으로써 얻어지는 효과를 도시하는 개념도이다;

도 21a, 21b, 21c 및 21d는 잉크 탱크에서 잉크 흡수체로서 이용되는 PE-PP 섬유체를 도시하고, 도 21a는 잉크 탱크에서 잉크 흡수체로서의 이용 형태를 도시하고 도 21b는 PE·PP 섬유체의 전체 형상, 및 구성 섬유의 배열 방향 F1과 그것과 직교하는 방향 F2를 도시하고, 도 21c는 PE · PP 섬유체가 가열융착되기 전의 상태를 도시하고, 도 21d는 PE·PP 섬유체가 가열융착된 상태를 도시한다;

도 22a 및 22b는 도 21a 및 21b에 도시된 PE·PP 섬유체 단면 구조의 예를 도시하고, 도 22a는 PP 핵에 PE 외피를 실질적으로 동심원형으로 도포하는 예를 도시하고 도 22b는 PP 핵에 PE 외피를 PP 핵편심하여 도포하는 예를 도시한다;

도 23a, 23b, 23c, 23d, 23e 및 23f는 도 21a 내지 21d에 도시된 PE·PP 섬유체의 발수성 표면의 친수화 처리에 본 발명의 표면 개질 방법을 적용시키는 예를 도시하고, 도 23a는 처리 전의 섬유체를 도시하고, 도 23b는 섬유체를 친수화 처리액에 담그는 과정을 도시하고, 도 23c는섬유체를 압축하고 과잉 처리액을 제거하는 과정을 도시하고, 도 23d 내지 23f는 각각 도 23a 내지 23c의 부분 확대도이다;

도 24a, 24b, 24c, 24d, 24e 및 24f는 도 23a 내지 23f에 도시된 공정에 이은 공정을 도시하고, 도 24a는 섬유체 표면에 형성된 도포층을 도시하고, 도 24b는 도포층에 함유된 용매를 건조 제거하는 공정을 도시하고, 도 24c는 섬유체 표면을 덮는 친수화제의 코팅을 도시하고, 도 24d 내지 24f는 각각 도 24a 내지 24c의 부분 확대도이다;

도 25는 참조예 1 (미처리 PP·PE 섬유 흡수체)의 미처리 PP·PE 섬유체 형상과 그 표면 상태를 나타내는, 150배 확대된 도면대용 SEM 사진이다;

도 26은 참조예 1 (미처리 PP·PE 섬유 흡수체)의 미처리 PP·PE 섬유체 형상과 그 표면 상태를 나타내는, 500배 확대된 도면대용 SEM 사진이다;

도 27은 참조예 1 (미처리 PP·PE 섬유 흡수체)의 미처리 PP·PE 섬유체 형상과 그 표면 상태를 나타내는, 2000배 확대된 도면대용 SEM 사진이다;

도 28은 대조예 1 (산과 알콜만으로 처리된 PP·PE 섬유 흡수체)의 산 처리 PP·PE 섬유체 형상과 그 표면 상태를 나타내는, 150배 확대된 도면대용 SEM 사진이다;

도 29는 원리 적용예 1 (친수화된 PP·PE 섬유 흡수체)의 처리된 PP·PE 섬유체 형상과 그 표면 상태를 나타내는, 150배 확대된 도면대용 SEM 사진이다;

도 30은 원리 적용예 1 (친수화된 PP·PE 섬유 흡수체)의 처리된 PP·PE 섬유체 형상과 그 표면 상태를 나타내는, 500배 확대된 도면대용 SEM 사진이다;

도 31은 원리 적용예 1 (친수화된 PP·PE 섬유 흡수체)의 처리된 PP·PE 섬유체 형상과 그 표면 상태를 나타내는, 2000배 확대된 도면대용 SEM 사진이다;

도 32는 본 발명에 적용 가능한 표면 개질 방법의 예를 도시하는 공정도이다;

도 33은 본 발명에 적용 가능한 표면 개질 처리에 의해 평가된 표면의 친수성 기와 소수성 기의 분포의 예를 나타내는 도면이다;

도 34a, 34b 및 34c는 본 발명에 적용 가능한 잉크제트 헤드 카트리지 내의 부압 발생 부재 (흡수체)에 대한 친수화 처리의 예를 나타내는 도면이다;

도 35a 및 35b는 종래 잉크제트 프린터에 사용된 공급관 (1001)의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 21: 잉크 제트 헤드, 2, 22, 1001: 공급관,

3, 23: 잉크 카트리지, 4: 캐리어

5, 6: 가이드 축, 7: 모터

12, 25, 56: 대기 연통구, 13, 26, 57: 공급구

14: 필터, 15, 1002: 기포

16, 60, 70, 71, 72: 친수화면, 24, 53: 흡수체

27: 잉크 저장실, 51: 액체 저장실

52: 흡수체 수용실, 54: 칸막이 벽

55: 연통부, 58: 기액 교환 밸브

59: 기액 계면, 61: 접속 파이프

62: 접속구, 73: 발수화면

전술의 목적을 달성하기 위해서, 기록액체를 토출하여 기록을 행하는 잉크제트 헤드로 기록액체를 공급하기 위해, 기록액체가 직접 통과하는 통로 부분으로서나 기록액체를 공급하기 위해서 필요한 구조체로서의 관형의 기록액체 공급 통로가 본 발명에 의해 제공되고, 이 공급 통로는 기록액체 공급통로의 내면에 이를 친수화시키는 친액성 기를 함유하는 제1 부분과, 친액성 기의 계면 에너지와 다르고 상기 표면의 표면 에너지와 대략 동등한 계면 에너지의 기를 갖는 제2 부분을 구비하는 고분자가 부여되고, 제2 부분은 상기 제1 부분의 배향 방향과는 다른 방향으로 배향되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 따르면, 기록액체 공급 통로의 벽을 공기가 투과하여 기록액체 공급 통로 내에 기포를 형성하였을 때, 기록액체 공급통로의 벽에 기포가 부착한 부분에서 기록액체 공급 통로의 친액화된 내면을 따라서 기록액체가 유도되기 때문에, 기포의 기록액체 공급 통로의 내면에의 부착면의 면적이 작아지고, 게다가, 기포가 내면으로부터 떨어져 부상하게 된다. 이 때문에, 기록액체의 공급시 흐름에 의해 기포가 용이하게 제거될 수 있고 이로 인해 통로 내부에서의 기포의 체류를 단축시킬 수 있다. 이 때문에, 기포에 의해 기록액체의 흐름이 방해되는 것을 억지할 수 있고, 기록액체를 효율적으로 공급할 수가 있다.

또한, 기포가 내면에 부착하면, 이 부분에서 기록액체의 침투압이 작아져,이로 인해 기록액체 공급 통로 내로의 공기 투과가 촉진된다. 그러나, 본 발명에 의한 기록액체 공급 통로에서는, 기포의 기록액체 공급통로의 내면에의 부착면의 면적을 작게 할 수 있기 때문에, 기록액체의 침투압을 낮춤으로써 기록액체 공급 통로 내로의 공기 투과가 촉진되는 것을 억지할 수 있다.

본 발명에 의한 기록액체 공급 통로의 친수화된 내면은, 기록액체 이동시의 흐름 저항이 작기 때문에, 기록액체를 기록액체 공급 통로를 통해서보다 더욱 효율적으로 공급할 수가 있다.

이 친수화를 행하기 위해서, 기록액체 공급 통로의 내면을 올레핀계의 수지로 구성할 수 있고, 고분자 화합물로서 친수성기를 구비한 폴리알킬실록산을 이용할 수 있다.

잉크제트 헤드에 공급되는 기록액체를 모세관력으로 일시적으로 보유하는 흡수체를 구비한 제1 용기, 제1 용기에 공급되는 기록액체를 보유하는 제2 용기, 및 제2 용기와 제1 용기를 연통하기 위한 관형의 기록액체 공급 통로를 구비하는 본 발명에 의한 기록액체 공급 장치에 있어서, 흡수체는 올레핀계 수지를 적어도 표면에 갖는 섬유로 이루어지는 섬유체이고, 기록액체 공급로 내면이 올레핀계 수지를 갖고 있고, 섬유체 및 액체 공급 통로 내면의 각각의 적어도 일부가 그 표면에 친액화하기 위한 친액성 기를 갖는 제1 부분과 친액성 기의 계면 에너지와는 다르고 표면의 표면 에너지와 대략 동등한 계면 에너지의 기를 갖는 제2 부분을 구비하는 고분자가 부여되고, 제2 부분은 상기 표면을 향해 배향되고, 제1 부분은 상기 표면과는 다른 방향으로 배향되어 있다.

이 구성에 따르면, 흡수체에 포함되는 섬유체의 표면이 친수화되어 있기 때문에, 구성 섬유 표면의 습윤성이 높고, 그래서 섬유 흡수체에 의한 잉크의 흡수가 빠르고 효율적으로 흡수체에 잉크를 공급할 수 있다. 또한, 섬유 흡수체 부분에서의 잉크 이동시 흐름 저항이 작기 때문에, 잉크를 효율적으로 잉크제트 헤드로 유도할 수 있다.

기록액체를 토출하여 피기록 매체에 부착시키는 것에 의해 기록을 행하는 잉크제트 헤드에 공급하는 기록액체를 보유하는 본 발명에 의한 기록액체 수납용기에 있어서, 기록액체가 직접 통과하는 부분의 일부 표면 또는 기록액체를 공급하기 위해서 필요한 구조체의 일부의 표면은 친수화되어 있다.

이러한 구성에 의해, 기록액체를 안정적으로 그리고 효율적으로 공급할 수 있는 기록액체 수납용기가 얻어질 수 있다.

보다 구체적으로는, 본 발명에 의한 기록액체 수납용기는, 기록액체를 잉크제트 헤드에 공급하는 공급구 부분에 필터가 배치되어 있는 기록액체 수납용기에 있어서, 필터의 표면이 친액화되어 있는 것을 특징으로 한다.

이렇게 필터를 친액화함으로써, 필터에 의한 압력 손실을 감소시켜 잉크 카트리지에 보유된 기록액체를 효율적으로 필터 부분에 유도하여 외부에 공급하도록 할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 기록액체 수납용기는, 모세관력을 이용하여 액체를 보유하는 흡수체를 수용함과 함께 대기 연통구 및 액체 공급구를 구비하는 흡수체 수납실과 흡수체수납실과 연통부를 통해 연통하여 연통부를 제외하고 실질적으로 밀폐공간을 형성하는 액체 저장실을 구비하는 기록액체 수납용기에 있어서, 흡수체 수납실을 구성하는 하우징의 적어도 연통부 근방의 흡수체와의 접촉면이 친액화되어 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의해, 흡수체 수납실의 연통부가 접속된 면상에 있는 흡수체와의 접촉면에서, 흡수체 수납실과 흡수체 사이에 다소의 간극이 있더라도, 이 간극 부분으로 흡수체에 보유된 기록액체를 유도하고 보유하여, 이 간극에서 연통부로 공기가 유도되는 것을 억지할 수가 있어, 안정적으로 기액 교환이 행해지게 된다.

본 발명에 의한 기록액체 수납용기는 또한, 모세관력을 이용하여 액체를 보유하는 흡수체를 함유하고 대기 연통구 및 액체 공급구, 및 또한 흡수체에 기록액체를 도입하기 위한 조인트 파이프를 구비한 기록액체 수납용기에 있어서, 조인트 파이프의 내면이 친액화되어 있는 것을 특징으로 한다.

이렇게 조인트 파이프 내면을 친수화함으로써, 액체 저장실에 저장된 기록액체를 효율적으로 조인트 파이프 부분에 유도하여 흡수체 수납실에 공급할 수가 있다.

이 때, 조인트 파이프의 하측의 내면을 친수화함으로써, 조인트 파이프의 아래쪽으로 잉크를 통과시키고 조인트 파이프의 상측에 공기를 통과시키도록 하여, 보다 안정적으로 기액 교환이 행하여 지도록 할 수있다.

또한, 액체 저장실의 조인트 파이프에 접속하기 위한 접속구의 내면을 발액화함으로써, 흡수체 수납실에서 액체 저장실을 제거하였을 때에 액체 저장실의 접속구에 기록용액체가 잔류하는 것을 억지할 수 있다.

흡수체를 섬유체로 구성하여, 섬유체의 공급구에 대응하는 부분 및 그의 주변부 양쪽 부분을 적어도 부분적으로 친액화 처리하는 것은 바람직하다. 이렇게함으로써, 흡수체의 기록액체 흡수성을 향상시키고, 흡수체 내 기록액체의 흐름 저항을 감소시킬 수 있다.

본 발명에 의한 기록액체 수납용기의 기록액체가 직접통과하는 부분 또는 기록액체를 공급하기 위해서 필요한 구조체의 일부 표면의 친액화 처리는, 친액화되는 표면에 고분자 화합물이 부여되어 있고, 고분자 화합물은 표면을 친액화하기 위한 친액성 기를 갖는 제1 부분, 친액성 기의 계면 에너지와는 다르고 표면의 표면 에너지와 대략 동등한 계면 에너지의 기를 갖는 제2 부분을 구비하고, 제2 부분은 표면을 향해서 배향되어 있고, 제1 부분은 표면과는 다른 방향으로 배향되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 기록액체 공급 장치는, 기록액체를 토출하여 피기록 매체에 부착시키는 것에 의해 기록을 행하는 잉크제트 헤드에 기록액체를 공급하는 기록액체 공급 장치에 있어서, 공급되는 기록액체가 직접통과하는 통로 부분 및 기록액체를 부압을 발생시키면서 공급하는 부압 발생 부재의 일부 표면에 상기 표면을 친액화하기 위한 친액성 기를 갖는 제1 부분과 친액성 기의 계면 에너지와는 다르고 상기 표면의 표면 에너지와 대략 동등한 계면 에너지의 기를 갖는 제2 부분을 구비하는 고분자 화합물이 부여되고, 제2 부분은 표면을 향해서 배향되어 있고, 제1 부분은 다른 방향으로 배향되어 있는 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로는, 본 발명에 의한 기록액체 공급 장치는, 상기 기록액체 공급 통로 또는 기록액체 수납용기를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 액체토출 헤드에 기록액체를 공급하는 기록액체 공급 장치의기록액체가 직접 통과하는 통로 부분 또는 상기 기록액체를 공급하기 위해서 필요한 필터의 일부를 구성하는 부분 표면의 친액화 또는 발액화를 행하는 표면 개질 방법은, 친액화 또는 발액화처리를 행하기 위한 기능성 기를 부분 표면에 제공하는 표면 개질 방법으로서, 하기 공정을 포함한다:

기능성 기를 갖는 제1 부분과 기능성 기의 계면 에너지와는 다르고 부분 표면의 표면 에너지와 대략 동등한 계면 에너지의 기를 갖는 제2 부분을 구비한 기능성기 부여용 고분자를 개열시켜 얻어진, 제1 부분 및 제2 부분을 갖는 세분화물을 포함하는 액체를 부분표면에 부여하는 제1 공정;

세분화물의 제2 부분을 부분 표면쪽으로 배향시키고 제1 부분을 부분 표면과는 다른 쪽으로 배향시키는 제2 공정; 및

부분 표면상에 배향된 세분화물을 적어도 부분적으로 축합시켜 고분자화하는 제3 공정.

또한, 본 발명에 의한 표면 개질 방법은 하기를 포함함으로써 특징화된다:

묽은 산, 휘발성 및 물품 표면의 친화성 개선시키기 위한 친화성 향상제, 및 표면의 표면 에너지와 대략 동등한 계면 에너지의 기를 갖는 제2 부분과 상기 계면 에너지와는 다른 계면에너지의 기를 갖는 제1 부분을 구비한 고분자 화합물을 구비한 처리제가 용해되어 있는 액체를 표면에 부여하는 제1 공정;

친화성 향상제를 제거하기 위해 표면에 열을 부여하는 제2 공정;

묽은 산을 농축시켜 처리제 중의 고분자 화합물을 개열시키는 제3 공정; 및

개열된 고분자를 표면상에서 축합시킴과 동시에 고분자의 제2 부분을 상기표면을 향하게 배향시키고, 제1 부분을 상기 표면과는 다른 쪽으로 배향시키는 제4 공정.

이 표면 개질 방법에 의해 균일하고 또한 연속적인 표면 개질 처리가 가능하다. 이렇게 표면을 개질함으로써 그 표면에 접하게 되는 기록액체의 유동성을 향상시킬 수 있다.

바람직한 실시 양태의 상세한 설명

본 발명의 실시 양태는 하기 도면을 참조로 하기에 설명될 것이다.

본 발명에서는, 함유 액체에 대한 습윤성이 우수한 것을 친액체 또는 친액성이라한다. 하기 실시 양태에서 사용되는 잉크는 수성 잉크이고, 친액성과 관련하여 하기 실시 양태에서 특히 친수성에 관해서 설명될 것이다. 다만, 본 발명에서 사용가능한 잉크는 수성 잉크에 한정되는 것이 아니고, 유성 잉크도 사용가능하고, 이 경우, 표면에 부여되는 성질은 친유성이다.

실시예

실시예 1

도 1 및 2를 참조하여 실시예 1에 관해서 설명한다.

도 1은 실시예 1에 따른 직렬스캔형 잉크제트 프린터의 도식적 투시도이고, 도 2는 이 잉크제트 프린터에서 사용되는 기록액체 공급 장치 부분의 도식적 단면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 이 잉크제트 프린터는 평행하게 배치된 2개의 가이드축 (305 및 306)상에서 지지된 캐리지 (304) 및 캐리지 (304)상에 배치되고 잉크 (기록액체)를 토출하여 기록 매체에 부착시키는 것에 의해 기록을 행하는 잉크제트 헤드 (1)을 갖는다. 2개의 풀리 (309)상에 장착된 타이밍 벨트 (309b)는 캐리지 (304)에 연결된다. 한 쪽의 풀리 (309)에는 피니온 기어 (308)와 맞물려 있는 기어부 (309)가 설치되고 있고, 상기 피니온 기어 (308)는 캐리지 (304)를 이동시키는 구동력을 발생시키는 모터 (307)의 회전축에 장착된다.

모터 (307)를 구동시키면, 모터 회전축의 출력은 피니온 기어 (308) 및 풀리의 기어부 (309a)를 통해 풀리 (309)에 전달되고, 풀리가 회전한다. 풀리의 회전은 타이밍 벨트 (309b)를 통해 캐리지 (304)에 전달된다. 이런 방식으로, 캐리지 (304)는 풀리 (309)의 회전 방향에 따라서, 가이드축 (305 및 306)을 따라 도 1의 화살표 방향으로 왕복 운동한다.

화상 기록은 하기 방법에 의해 수행한다.

캐리지 (304)를 가이드축 (305 및 306)에 따라서 왕복 이동시키고, 도시되지 않은 기록 매체를 가이드축에 수직인 방향으로 이동시킴으로써 잉크제트 헤드 (301)를 기록 매체의 원하는 기록 위치의 반대 위치로 잉크제트 헤드 (301)를 이동시킨다. 이어서, 잉크제트 헤드 (301)를 구동시켜 잉크를 토출시키고, 이에 따라 잉크가 기록 매체의 원하는 기록 위치에 부착되도록 한다.

잉크제트 헤드 (301)에 공급되는 잉크를 보유하는 잉크 탱크가 내장된 잉크카트리지 (기록액체 수납용기: 303)는 잉크제트 헤드에서 떨어진 위치에 설치되고 있고, 잉크카트리지 (303)과 잉크제트 헤드 (301) 사이에는 잉크 공급관 (기록액체 공급 통로: 2)가 설치된다. 잉크카트리지 (303)는 4색의 잉크를 각각 보유하는 4개의잉크 탱크를 가지며, 잉크제트 헤드 (301)는 4색의 잉크에 각각 대응하는 잉크제트 헤드엘리멘트를 갖는다. 4색의 잉크에 대응하여 4개의 공급관 (302)이 설치된다. 잉크 탱크에 저장된 잉크는 공급관 (302)를 통하여 잉크제트의 상응하는 헤드엘리멘트에 각각 공급된다.

잉크를 잉크제트 헤드 (301)에 공급하기 위한 기록액체 공급 장치는 잉크 카트리지 (303) 및 공급관 (302)으로 구성되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 잉크 카트리지 (303)는 잉크를 함유하고 있다. 잉크 카트리지 (303)에는 잉크 카트리지 (303) 내에 대기를 도입하기 위한 대기 연통구 (312)와 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급구 (312)가 형성되어 있고, 각 공급구 (313)에는 필터 (304)가 설치된다. 본 실시 양태에서는, 헤트 차를 이용하여 잉크를 잉크제트 헤드 (301)에 공급한다. 잉크제트 헤드 (301)는 잉크 카트리지 (303) 보다 위에 설치되고, 헤드 차를 이용하여 예정된 부압 조건하에서 잉크를 잉크제트 헤드 (301)에 공급한다.

각각의 공급관 (302)은 폴리에틸렌 (PE)관을 사용하고, 각각의 필터 (308)의 소재로서는 폴리 프로필렌 (PP)을 사용하고 있다.

본 실시 양태에서는, 각각의 공급관 (302)의 내면은 친수화되어 있다. 이하에서는, 공급관 (302)으로서 사용되는 폴리에틸렌 (PE)의 내면이 친수성을 띠도록 하는 방법이 설명된다.

우선, 하기 표 1에 도시된 조성을 갖는 친수성 용액을 제조하였다.

친수화 용액의 조성

성분	양(wt%)
(폴리옥시알킬렌)-폴리(디메틸실록산)	4.0
황산	0.5
이소프로필 알코올	95.5

고분자 화합물인 (폴리옥시알킬렌)-폴리(디메틸실록산)에 대해 용해성이 우수한 유기용매로서 이소프로필알콜을 이용하여 고분자 용액을 제조하였다. 더 구체적으로는, 최종용액 중 농축 황산의 농도가 0. 5 중량%가 되게 하는 양으로 무기산인 황산을 이소프로필 알코올에 가한 다음, 친밀하게 혼합하였다. 이어서, (폴리옥시알킬렌)-폴리(디메틸실록산)을 최종용액 중 그의 농도가 4.0 중량%가 되게 하는 양으로 가한 다음, 균일하게 용해 혼합하여, 상기 친수화 용액을 제조하였다. 사용된 (폴리옥시알킬렌)-폴리(디메틸실록산)은 하기 화학식 (1)로 표시되는 폴리(디메틸실록산)의 주반복단위에서 (폴리옥시알킬렌)기가 메틸렌기로 치환된 구조를 갖는다.

상기 식에서, m, n은 양의 정수이고, a 및 b도 양의 정수이고, R은 알킬기 또는 수소를 나타낸다.

시판중인 화합물 (일본 유니카주식회사 제조 상품명: 실웨트)를 사용하였다.상기 화학식 (I)에서, 괄호 부분은 친수성 기로서, 도 1에 설명된 제2 기 (기능성 기)이고, 도 33에서 1-2로 도시된 부분에 상당한다.

농축 황산에 수반된 황산 분자외에 소량의 물분자도 상기 친수화 용액에 용해된다.

상기 친수화 용액을 이용하여, 공급관 (302)의 내부 표면을 친수화 처리하였다. 용액을 공급관에 소량 넣어, 관의 내부 표면을 적시었다. 균일한 습윤 표면을 얻은 후, 여분의 용액을 공급관 (302) 밖으로 추출하였다. 이 용액으로 균일하게 피막된 공급관을 60℃의 오븐에서 1 시간 동안 건조시켰다. 이런 방식으로, 공급관 (302)는 친수화되었다.

비교 실시예 1-3

상기 친수 처리의 효과를 검증할 목적으로, 하기 3종의 조성물 용액을 제조한 다음, 각각을 PP (폴리프로필렌) 용기의 내벽 표면에 적용하였다.

(1) 비교 실시예 1의 용액

상기 표 1에 도시된 친수화 용액 중, 이소프로필알콜과 황산만을 혼합하였다. 따라서, 이 용액은 본 발명에서 목적으로 하는 고분자 피복의 형성에 사용되는 (폴리옥시알킬렌)-폴리(디메텔실록산)을 함유하지 않는다.

(2) 비교 실시예 2의 용액

상기 표 1에 도시된 용액 조성물 중, 이소프로필알콜과 (폴리옥시알킬렌)-폴리(디메틸실록산)만을 혼합하였다. 따라서, 농축 황산을 이 용액에 가하지 않고, 따라서 용액은 황산과 그것에 수반하는 소량의 물분자를 함유하지 않는다

(3) 비교 실시예 3의 용액

상기 표 1에 도시된 용액 조성을 사용하였으나, 다만 (폴리옥시알킬렌)-폴리 (디메틸실록산)의 빈용매인 헥산을 이소프로필 알코올 대신 사용 하였다.

상기 비교 실시예 1-3의 용액 각각을 관에 소량 채워 관의 내부 표면을 적셨다. 이 후, 사용된 용기를 위 아래로 뒤집고 흔들어 여분의 용액을 용기 밖으로 추출하였다. 이어서, 내부 표면이 습윤 상태인 관을 60℃ 오븐에서 1 시간 동안 건조시켰다. 또한, 대조예로서 미처리된 관을 사용하였다.

이어서, 상기 처리된 관을 원하는 표면 상태에 관해 평가하였고, 그 결과는 다음과 같았다.

a) 관에 대한 친수성 평가 방법

표1에 나타난 조성물 용액 및 비교 실시예 1-3의 용액으로 각각 처리된 4개의 관의 내부 표면 및 대조예로서 미처리된 관이 내부 표면을 정제수로 씻었다. 헹군 물을 제거한 후, 정제수를 씻겨진 관에 다시 붓고, 관을 가볍게 흔들었다. 이 시점에서, 정제수가 관벽면에 부착된 상태를 각각의 관에 대해 눈으로 확인하였다.

b) 관에 대한 친수성 평가 결과

미처리된 대조예 관을 기준으로 하여, 표 1에 나타낸 조성물 용액으로 친수성 처리되었던 벽면을 조사한 결과 벽면은 정제수로 적셔졌음을 발견하였다. 이와 대조적으로, 비교 실시예 1-3의 용액으로 처리된 관에서는, 정제수가 액적 상태로 이동하는 모습이 관찰되었고, 관은 전혀 적셔지지 않았고, 따라서 미처리된 대조예관과 같이 소수성이라는 것이 명확히 증명되었다.

비교 실시예 2 및 3의 용액에는, (폴리옥시알킬렌)-폴리(디메틸실록산)이 포함되고 있지만, (폴리옥시알킬렌)-폴리(디메틸실록산)이 관의 표면에 효과적으로 흡착되지 않기 때문에 평가 직전에 처리후 용기를 정제수로 씻었을 때, (폴리옥시알킬렌)-폴리(디메틸실록산)은 씻겨 졌다는 사실이 밝혀졌다.

한편, 표 1에 나타낸 조성물 용액을 사용하여 처리된 관에 있어서는, 정제수로 처리된 관을 씻은 후에도, 관은 정제수로 적셔졌음이 발견되었고, 따라서 사용된 (폴리옥시알킬렌)-폴리(디메틸실록산)이 내부 표면상에 견고하게 흡착되었고, 그 흡착이 효과적으로 수행되었음이 밝혀졌다.

이상의 평가 결과로부터, 폴리알킬렌 옥사이드 사슬을 갖는 폴리알킬실록산, 산, 알코올을 함유하는 용액을 플라스틱 관의 표면에 도포한 다음 건조시킴으로써 플라스틱 관의 표면에 대한 친수성 처리가 효과적으로 수행되었음이 명확해졌다. 또한, 알코올 및 산의 존재하에서 처리함으로써, 고분자량의 폴리알킬실록산이 목적한 바 대로 관 내면에 배향되고 부착되었다는 사실이 밝혀졌다. 나아가, 산 및 알코올로 플라스틱 표면을 세정한 것과 연관하여, 플라스틱 표면과 폴리알킬렌옥사이드 쇄를 갖는 소수성 폴리알킬실록산에서 반복 단위인 알킬실록산 구조의 메틸기가 플라스틱 면에 배향됨으로써 총 부착력이 향상된 것이 분명해졌다.

또한, 폴리알킬렌옥사이드 쇄를 갖는 폴리알킬실록산을 그에 대해 양용매인 알코올에 녹임으로써, 플라스틱 표면상에 폴리알킬렌 옥사이드 쇄를 갖는 폴리알킬실록산을 균일하게 분산시키는 것이 가능하고, 그 결과 플라스틱 표면에 효과적으로 부착한다. 또, 친수성 기를 갖는 계면활성제를 도포 및 건조시키는 경우, 초기친수성이 얻어지지만, 정제수로 세정하면 곧 계면활성제가 물에 용해하고, 부여한 친수성을 상실한다.

이와 같이, 상기 친수 처리는 균일하고 또한 연속적으로 수행할 수 있다. 또한, 이 처리법에 따르면, 내부 직경을 거의 변화시키지 않는 분자 수준의 박막 고분자 필름에 의해 공급관 (302)의 내부 표면에 친수화 필름 (302)을 형성할 수 있다. 이 친수 표면 (316)은 공기 투과성 또는 용출 방지 효과를 또한 나타낸다. 이러한 친수 처리에 의해, 공급관 (302) 내의 기록 액체의 유동성을 향상시킬 수 있다. 이 표면 개질 (친수화)의 원리에 관하여는 후술한다.

공급관 (302)의 내면이 친수화되지 않은 경우에는, 공급관 (302)의 벽을 투과한 공기는 관의 내면에 부착한 상태가 되기 쉽고, 도 3(a)에 도시한 바와 같이, 관의 내면에 기포 (315)를 형성한다. 이와 같이 공급관 (302)의 내면에 부착한 기포 (315)는 공급관 내에 다소의 잉크의 흐름이 생기더라도 흐르기 어렵다. 이와 같이 공급관의 내면에 기포 (315)가 부착하면, 기포가 부착된 부분에서 잉크가 벽에 접촉하지 않기 때문에 잉크의 삼투압이 낮아진다. 이 때문에 기포 (315)가 부착된 부분에서 공급관 (302)내로 공기의 침입이 촉진된다.

한편, 도 3(B)에 도시한 바와 같이, 내면을 친수화하여 친수화 면 (316)이 형성된 공급관 (302)에서는 공급관 (302)의 벽을 투과한 공기가 관의 내면에 부착하여 기포 (315)를 형성하더라도, 기포가 부착된 부분에서 친수화면 (316)을 따라서 잉크가 유도되기 때문에, 기포의 부착면의 면적이 감소하고 결국 기포 (315)가공급관의 내면으로부터 떨어져 나와 부상한다. 이 때문에, 기포 (315)는 잉크를 공급할 때에 용이하게 잉크에 흘러 제거된다. 또한, 공급관 (302)의 기포가 부착된 부분에서, 친수화면 (316)에 따라서 잉크가 유도되기 때문에, 잉크의 삼투압하에서 기포가 부착된 부분에서 공급관 (302) 내로의 공기의 침입을 막을 수 있다.

이와 같이, 본 실시예의 기록액체 공급 장치에서는 공급관 (302)의 내면이 친수화되어 있기 때문에 공급관 (302) 내에 기포 (315)가 체류하는 것을 줄일 수 있고, 이에 따라 기포 (315)에 의해 잉크의 흐름이 방해되는 것을 막을 수 있기 때문에 효율적으로 잉크를 유도할 수 있다. 또한, 잉크의 유동성을 향상시킬 수 있기 때문에 고유량으로 잉크를 공급할 수도 있다. 관 내부에 기포 (315)가 형성되더라도, 흡인 또는 가압 등에 의한 회복 수단에 의해 용이하게 공급관의 연속성을 회복할 수 있다. 흡수체 (310)에 보유된 잉크를 전부 사용하는 것은 곤란하지만, 본 실시예의 기록액체 공급 장치로 효율적으로 잉크를 공급할 수 있기 때문에, 흡수체 (310)에 보유된 잉크의 사용율을 증가시킬 수 있다. 나아가, 공급관에 직접부착하는 기포 (315)가 감소하기 때문에 공급관 (302)의 외부로부터 기체를 불러 들이는 것 같은 사태가 억제되어 기포 (315)가 성장하는 것을 곤란하게 한다.

필터 (308)의 표면을 공급관 (302)의 내면에 했던 것과 마찬가지의 방법으로 친수성화할 수 있다. 이렇게 친수화된 표면을 갖는 필터 (308)을 이용함으로써 흡수체 (304)에 보유된 잉크를 필터 (308) 부분에 효율적으로 유도할 수 있어, 잉크를 공급관 (302)에 순조롭게 유도할 수 있다. 또한, 이와 같이 필터 (308)의 표면을 친수화함으로써 필터에 의한 압력손실을 줄일 수 있다.

지금까지, 필터 (308)로서 유량 저항이 너구 크게 되는 것을 막을 수 있는 형태의 필터를 사용해 왔지만, 표면이 친수화된 필터 (308)을 이용함으로써 정밀한 메쉬의 필터 (308)와 같은 다양한 형태의 필터를 사용하는 것이 가능해져 필터의 기능을 향상시킬 수 있다.

실시예 2

본 발명의 실시예 2는 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 실시예에 따른 기록액체 공급 장치의 도식적 단면도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 이 기록액체 공급 장치에는 잉크 카트리지 (제2 용기), 잉크제트 헤드 (321)과 일체적으로 구성되고 모세관력으로 잉크를 일시적으로 저장하는 흡수체 (324)를 갖는 잉크 저장실 (327) 및 잉크 카트리지 (323)로부터 잉크 저장실(327)로 잉크를 유도하는 공급관 (322)이 장착된다. 잉크 카트리지 (323)에는, 대기를 도입하기 위한 대기 연통구 (325)와 잉크를 공급하기 위한 공급구 (326)이 형성되어 있다. 공급관 (322)은 공급구 (326)를 통해 잉크 카트리지 (323) 내에 삽입되어 있다.

본 실시예의 기록액체 공급 장치에 있어서, 잉크 카트리지 (323)로부터 흡수체 (324)로의 잉크의 공급은, 예를 들면, 전기 프로우브 (도시되어 있지 않음) 등에 의해 흡수체 (324)에 보유된 잉크의 잔량을 탐지하여 이 탐지 신호가 흡수체 (324)에 보유된 잉크의 부족을 가리킬 때에 펌프 (도시되지 않음)를 작동시킴으로써 수행한다.

공급관 (322)의 내면은 실시예 1과 같이 친수 처리된다. 흡수체 (324)로서는 PP 섬유 흡수체로 이루진 부압 발생 부재를 이용한다. 이 PP 섬유 흡수체의 섬유 표면은 친수 처리되고, 이 친수화는 실시예 1에서 기술한 바 대로 동일한 원리 (후술)에 기초하여 행하는 것이 바람직하다.

본 실시예로서는, PP 섬유 흡수체의 섬유표면이 친수화되어 있고, 그 결과 섬유 표면의 습윤성이 높기 때문에, 섬유 흡수체의 잉크의 흡수가 빠르고, 흡수체 (324)는 잉크를 효율적으로 흡수할 수 있다. 또한, 섬유 흡수체 부분에서 잉크가 이동할 때, 유동 저항이 작기 때문에, 잉크를 효율적으로 잉크제트 헤드 (321)에 유도할 수 있다.

나아가, 공급관 (322)의 내면이 친수 처리되어 있기 때문에, 실시예 1에서와 같이, 공급관 (322)를 통해 효율적으로 잉크를 유도할 수 있다.

실시예 3

본 발명의 실시예 3에 관해서 도 5A 및 5B를 참조하여 설명한다. 도 5A 및 5B는 본 실시예의 기록액체 공급 장치를 구성하는 잉크카트리지의 모식도를 도시하고 있고, 도 5A는 단면도, 도 5B는 연통부(55) 부근의 투시도이다.

도 5A 및 5B에 도시한 바와 같이, 이 잉크 카트리지에는 내부에 직접 잉크가 저장된 액체 저장실 (51) 및 잉크를 흡수하고 보유하는 흡수체 (53)가 내부에 삽입된 흡수체 수납실 (52)가 장착된다. 액체 저장실 (51)과 흡수체 수납실 (52)의 사이에는 칸막이 벽 (54)이 설치되고 있고, 칸막이 벽 (54)의 하단에 개구된 연통부 (55)를 제외하고는 액체 저장실 (51) 및 흡수체 수납실 (52)은 서로 분리되어 있다. 흡수체 수납실 (52)에는, 대기를 도입하기 위한 대기 도입구 (56) 및 잉크를공급하기 위한 공급구 (57)가 형성되어 있다. 칸막이 벽 (55)의 흡수체 수납실 (52) 측면에는, 연통부 (55)로부터 상측을 향해 신장된 3개의 기액 교환 그룹 (58)이 설치되어 있다.

흡수체 (53)는 다공질체 또는 섬유체 등의 모세관력에 의해 부압을 발생시키는 부압 발생 부재이고, 액체 저장실 (51)로부터 연통부 (55)를 통해 잉크가 나와, 흡수체 (53)에 잉크가 흡수되는 것과 동시에, 기액 교환 그룹 (58)을 통해 공기가 액체 저장실 (51) 내로 유도된다. 기액 교환 동작에 의해서, 액체 저장실 (51)로부터 흡수체 수납실 (52)에 잉크 공급이 행하여진다. 이에 따라 흡수체 (53)에 흡수된 잉크는 기액 교환 그룹 (58)의 상단 부근까지 도달하고, 흡수체 (53)에는 잉크가 흡수되어 있는 부분과 흡수되어 있지 않은 부분과의 경계인 기액 계면 (59)이 형성된다. 이 잉크카트리지에 흡수체 (53)가 설치되기 때문에 공급구 (57)로부터 거의 일정한 부압 조건하에서 잉크를 공급할 수 있는 이점이 있다. 본 실시예에서는, 흡수체 (53)로서 PP 섬유 흡수체를 포함하는 부압 발생 부재를 이용하고 있고 또한 칸막이 벽 (54)의 소재는 PP 이다.

본 실시예에서는, 칸막이 벽 (54)은 그 면상에 흡수체 (53)와 접촉하고 있는 친수화된 표면을 가진다. 친수화 표면 (60)의 형성 지역은 흡수체 수납실 (52)과 마주하는 칸막이 벽 (54) 전체에 미치거나 또는 칸막이 벽 (54)의 하부로부터 기액교환 그룹 (58)의 상단까지 미치는가 하는 점은 선택적이다. 친수화는 실시예 1에 도시한 방법과 동일한 원리 (후술)에 기초하여 행하는 것이 바람직하다.

칸막이 벽 (54)에 친수화 면 (60)이 형성되어 있기 때문에, 연통부 (55)를통해 잉크가 흡수체 (53)에 유도되고, 기액 계면 (59)이 기액 교환 그룹 (58)의 상단에 도달할 때, 흡수체 (53)에 보유된 잉크의 일부가 친수화면 (60) 부분에 유도되고 유지된다. 이에 따라, 칸막이 벽 (54)과 흡수체 (53)의 사이에 미소 간극이 있더라도, 이 간극이 잉크에 의해 막힐 수 있기 때문에 공기 통로가 형성되기 어렵다. 따라서, 기액 계면 (59)이 기액 교환 그룹 (58)의 상단에 도달한 때, 액체 저장실 (51)에의 공기의 도입은 중단되고, 이에 따라 기액 교환 동작이 정지한다. 즉, 액체 저장실 (51)로부터 흡수체 수납실 (52)로의 잉크의 공급이 중단된다. 이런 방식으로, 기액 계면 (59)은 기액 교환 그룹 (58)의 상단 부근에서 안정화된다. 이에 따라, 칸막이 벽 (54)과 흡수체 (53)의 사이에 공기 통로가 형성되고, 그 결과 기액 계면 (59)이 필요 이상으로 상승하거나 흡수체 수납실 (52)의 상단에도 도달하여 잉크가 새는 것을 막을 수 있다.

이상과 같이, 본 실시예의 잉크 카트리지에서는 칸막이 벽 (54)이 흡수체 (53)와 접촉하고 있는 표면에 친수 처리가 행해지기 때문에, 안정한 기액 교환 동작을 수행할 수 있고 안정적으로 잉크를 공급할 수가 있다. 나아가, 칸막이 벽 (54)과 흡수체 (53)와의 사이에 다소의 간극이 있더라도, 기액 교환 동작을 안정성을 유지할 수 있기 때문에 간극의 형성을 막기 위해 관리할 필요가 적고 흡수체 (53)의 흡수체 수납실 (52)로의 삽입 공정 및 그 관리를 용이하게 할 수가 있어 효율적인 제조가 가능하다.

실시예 4

본 실시예의 기록액체 수납용기를 포함하는 잉크제트 헤드카트리지는, 도 6에 도시한 바와 같이, 잉크제트 헤드 유닛 (160), 홀더 (150), 흡수체 수납실 (52)을 포함하는 부압 제어실 유닛 (100) 및 액체 저장실 (51)을 포함하는 잉크 탱크 유 닛(200) 등으로 구성되어 있다. 홀더 (150) 내에는 부압 제어실 유닛 (100)이 고정되고 부압 제어실 유닛 (100)의 하단에는 홀더를 통해 잉크제트 헤드 유닛 (160)이 고정되어 있다. 부압 제어실 유닛 (100)은 상면에 개구부가 형성된 부압 제어실 용기 (110), 부압 제어실 용기 (110)의 상단면에 부착된 부압 제어실 덮개 (120) 및 부압 제어실 용기 (110) 내에 삽입되어 함침 상태에서 잉크를 보유하기 위한 흡수체 (53)로 구성되어 있다.

잉크 탱크 유닛 (200)은 홀더 (150)으로부터 제거가능도록 제조된다. 부압 제어실 용기 (110)의 잉크 탱크 유닛 (200)의 측면에 설치된 피접합부인 조인트 파이프 (180)는 잉크 탱크 유닛 (200)의 조인트구 (230)의 내부에 삽입되고 접속되어 있다. 조인트 파이프 (180)와 조인트구 (230)와의 접속부를 통해, 잉크 탱크 유닛 (200) 내의 잉크가 부압 제어실 유닛 (100) 내로 공급되도록, 부압 제어실 유닛 (100) 및 잉크 탱크 유닛 (200)가 구성되어 있다. 부압 제어실 용기 (110)의 잉크 탱크 유닛 (200)의 측면에서의 조인트 파이프 (180)의 상단 부분에는, 잉크 탱크 유닛 (200)의 오장치 방지를 한 ID 부재 (170)가 일체적으로 돌출되어 있다.

부압 제어실 덮개 (120)에는, 부압 제어실 용기 (110)의 내부와 외부 공기, 여기서는 부압 제어실 용기 (110) 내에 수납된 흡수체 (130)와 외부 공기를 연통시키기 위한 대기 연통구 (115)가 형성되어 있고, 부압 제어실 용기 (110) 내에서의 대기 연통구 (115) 근방에는 부압 제어실 덮개 (120)의 흡수체 (53)의 측면에서 돌출된 리브에 의해 형성된 공간 및 흡수체 내에서 잉크 (액체)가 존재하지 않은 영역으로 이루어지는 버퍼 공간 (116)이 형성된다.

조인트구 (230) 내에는 밸브 기구가 설치되어 있고, 이 밸브 기구는 제1 밸브 프레임 (260a), 제2 밸브 프레임 (260b), 밸브 본체 (261), 밸브 덮개 (262) 및 압박 부재 (263)로 구성되어 있다. 밸브 본체 (261)는 제2 밸브 본체 (260b) 내에서 미끄럼 이동이 가능하게 지지됨과 동시에 압박 부재 (263)에 의해서 제1 밸브 프레임 (260a)쪽으로 압박된다. 조인트구 (230) 내에 조인트 파이프 (180)가 삽입되어 있지 않은 경우, 압박 부재 (263)의 가압력에 의해 밸브 본체 (261)의 제1 밸브 프레임 (260a)의 측면 부분의 모서리부가 제1 밸브 프레임 (260a)에 의해 억압됨으로써, 잉크 탱크 유닛 (200) 내의 기밀성이 유지된다.

조인트구 (230)의 내부에 조인트 파이프 (180)가 삽입되어 있는 경우, 조인트 파이프 (180)에 의해서 밸브 본체 (261)가 억압되어 제1 밸브 프레임 (260a)에서 떠나는 방향으로 이동함으로써, 제2 밸브 프레임 (260b)의 측면에 형성된 개구를 통해 조인트 파이프 (180)의 내부가 잉크 탱크 유닛 (200)의 내부와 연통한다. 결과적으로, 잉크 탱크 유닛 (200) 내의 기밀 조건이 개방되어 잉크 탱크 유닛 (200) 내의 잉크는 접속부 (230) 및 접속 파이프 (180)를 통과하고 부압제어실 유닛 (100)으로 공급된다. 즉, 접속부 (230) 내에 위치한 밸브를 열어 기밀조건에서 잉크 탱크 유닛 (200)의 잉크 수용부의 내부는 상기 출구를 통해서만 연통 상태로 되는 것으로 생각된다.

잉크 탱크 유닛 (200)은 잉크 용기 (201) 및 ID 부재 (250)으로 구성된다.ID 부재는 잉크 탱크 유닛 (200) 및 부압 제어실 유닛 (100)을 서로 접합시킬 때 잘못된 장착을 방지하기 위한 것이다. ID 부재 (250)은 상술한 제1 밸브 프레임 (260a)으로 구성되며 제1 밸브 프레임 (260a)을 이용하여 접속부 (230) 내의 잉크 흐름을 조절하는 밸브 메카니즘이 형성된다. 이러한 밸브 메카니즘을 부압제어실 유닛 (100)의 접속 파이프 (180)와 결합함으로써 개폐 작용을 하게 한다. 측면이 부압제어실 유닛 (100)에 면한 ID 부재 (250)의 전면에, 잉크 탱크 유닛 (200)의 잘못된 삽입을 방지하기 위해 ID 홈 (252)을 형성한다.

잉크 용기 (201)은 부압 발생 기능을 가지며 하우징 (210) 및 안주머니 (220)로 구성된 거의 다각기둥형 중공 용기이다. 하우징 (210) 및 안주머니 (220)은 서로 분리될 수 있다. 안주머니 (220)은 유연하며 주머니 안에 함유된 잉크의 방출에 따라 변형될 수 있다. 안주머니 (220)은 핀치오프부 (용접부) (221)를 가지며, 이에 의해 하우징 (210)과 함께 설치된 형태로 고정된다. 또한, 외부 공기가 외기 연통구 (222)를 통하여 안주머니 (220)와 하우징 (210) 사이에 도입될 수 있도록, 핀치오프부 (221)의 인접 위치에서 하우징 (210) 안에 외기 연통구 (222)를 형성한다.

ID 부재 (250)은 잉크 용기 (201)의 하우징 (210)과 안주머니 (220)에 접합시킨다. 이 경우, ID 부재 (250)을 잉크 용기 (201)의 잉크 배출구 부분에서 안주머니의 봉입 표면 (102)과 접속부 (230)에서 ID 부재 (250)의 대응 표면 사이를 용접하여 안주머니 (220)에 접합시킴으로써 잉크 용기 (201)의 공급부분을 완전히 밀봉하여 ID 부재 (250)과 잉크 용기 (201) 사이의 봉입부로부터 잉크 탱크 유닛(200)의 탈착시에 잉크가 새는 것을 막는다.

하우징 (210) 및 ID 부재 (250)을 함께 접합할 경우, 하우징 (210)의 상부 표면상에 형성된 결합부 (210a) 및 ID 부재 (250)의 상부에 형성된 클릭부 (250a)가 적어도 결합됨으로써 ID 부재는 잉크 용기 (201)에 충분히 고정된다.

잉크제트 헤드 (160)에 관하여, 뚜껑으로 닫힌 잉크 배출 오리피스로부터 강제적으로 잉크를 배출시키거나 뚜껑 (5020)으로 잉크 배출 오리피스를 닫은 상태에서 흡입 수단 (5010)에 의해 잉크를 흡입시켜 정상 상태로 회복시킬 수 있다.

상기한 바와 같은, 이러한 실시 양태에 따른 잉크 카트리지에서 액체 저장실 (51) 및 흡수체 수용실 (52)을 서로 별도로 제공하고 둘 다 접속 파이프 (160)을 통해 서로 연결되는데 상기 파이프를 통해 기액 교환을 수행한다.

하기의 설명은 잉크 탱크 유닛 (200) 및 부압제어실 유닛 (100)의 작동에 대한 것이다.

잉크 탱크 유닛 (200) 및 부압제어실 유닛 (100)이 도 9A에서와 같이 함께 접합될 경우, 부압제어실 유닛 (100)의 내부 압력 및 잉크 용기 (201)의 내부압력이 도 9B에서와 같이 서로 같아질 때까지 잉크 용기 (201) 내에 존재하는 잉크가 부압제어실 유닛 (100)으로 들어간다 (이 상태를 초기 사용 상태라 칭한다).

잉크제트 헤드 유닛 (160)에 의한 잉크의 소비가 시작될 경우, 안주머니 (220)내의 잉크 및 흡수체 (53)에 고정된 잉크는 안주머니 (220)의 내부 및 흡수체 (53) 둘 다로 부터 발생한 정부압의 값이 증가하는 방향으로 균형을 맞추는 동안 소비된다.

부압제어실 유닛 (100) 내의 잉크의 양이 도 9C의 상태 보다 감소하고 접속 파이프가 대기와 통하게 될 때, 곧바로 기체가 안주머니 (220)으로 도입되고 이에 교대하여 안주머니 (220)의 잉크가 부압제어실 유닛 (100)으로 들어간다. 따라서, 흡수체 (53)은 기액 계면을 유지하는 동안 잉크의 방출에 대하여 거의 일정한 부압을 유기한다. 안주머니 (220) 내의 모든 잉크가 상기 기액 교환 조건을 통해 부압제어실 유닛 (100)으로 이동하면, 부압제어실 유닛 (100)의 잔존 잉크가 소비된다.

이러한 실시 양태에서, 접속 파이프 (61)의 내면을 친수화 처리를 하여 도 7B에서와 같은 친수화된 표면 (70)을 만들었다. 첫번째 실시 양태 에서 언급된 바와 동일한 원리 (뒤에서 설명함)에 기초하여 친수 처리를 행하는 것이 바람직하다.

따라서, 이러한 실시 양태에 따른 잉크 카트리지에서, 접속 파이프 (61)의 내면에 친수성을 제공하므로, 잉크 용기 (201)의 안주머니 (220)의 내부에 형성된 액체 저장실 (51)에 보유된 잉크는 친수화 표면 (70)을 따라 접속 파이프 (61)로 들어가며 따라서 액체 저장실 (51)로부터 흡수체 수용실 (52)로 이동할 수 있다. 게다가, 접속 파이프 (61)이 어느 정도 흡수체 수용실 (52)을 향해 위로 경사진 경우 조차도, 잉크 고갈 없이 잉크를 부드럽게 공급하는 것이 가능하다.

이러한 실시 양태에 따른 잉크 카트리지에서, 잉크의 액체 저장실 (51)로부터 접속 파이프 (61)을 통하여 흡수체 수용실 (52)로의 공급과 동시에 접속 파이프 (61)을 통하여 흡수체 수용실 (52)로부터 잉크 저장실 (51)로 공기를 도입하는 방식으로 액체-기체 교환을 행한다. 이에 관하여, 접속 파이프 (61)의 하측 표면부만을 친수화하여 도 8a에서와 같은 친수화 표면 (71)을 형성한다면, 공기가 접속파이프 (61)의 상부를 따라 통과하는 동안 잉크가 접속 파이프 (61)의 하부를 따라 통과함에 의해, 더 안정한 기액 교환 작용이 가능하도록 할 수 있다.

도 8b에 도시한 바와 같이, 친수화 표면 (72)를 형성하기 위해 흡수체 (53)와의 흡수체 수용실 (52)의 접촉 표면에 접속 파이프 (61)이 연결된 쪽으로 친수성을 제공한다면, 기액 계면 (59)이 접속 파이프 (61)의 상단 근처에서 안정화되도록 하면서 흡수체 수용실 (52)의 내면과 흡수체 (53) 사이의 공간을 통하여 접속 파이프 (61)로 공기가 들어가는것을 방지하는 것이 가능하다.

따라서, 기액 계면 (59)이 필요 이상으로 상승하는 것 또는 잉크 누출의 원인이 될 수도 있는 흡수체 수용실 (52)의 상단에 도달하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 방식으로 잉크의 안정된 공급을 확보하기 위해 기액 교환 작용을 안정화시킬 수 있다.

도 11d는 접속 파이프 (61)의 내면의 전체 영역 (단면도에서 상부 및 하부 친수화 표면 (5001, 5002)를 포함하는 영역), 기액 교환 홈 (도시하지 않음)을 포함하는 접속 파이프 위에 위치한 흡수체 수용실의 내벽의 표면 (5003), 및 접속 파이프 아래에 위치한 흡수체 수용실의 내벽의 표면 (5004)에 친수성을 부여한 상태를 보여준다.

복잡해지는 것을 피하기 위해, 흡수체 수용실 (52) 내의 흡수체는 도시하지 않는다.

도 11e는 흡수체 수용실의 내벽의 4개 표면 및 바닥 표면에 도11d에서 도시한 친수화 표면 (503)의 상단과 동일한 정도의 친수성을 부여한, 도 11d의 변형을나타낸다.

도 11d와 같이 도 11e에서, 복잡해지는 것을 피하기 위해 흡수체 수용실 (52)에 함유된 흡수체는 도시하지 않는다.

도 11f는 접속 파이프 (61)의 내면 전체 외에 접속 파이프 (61) 및 기액 교환 홈 (도시하지 않음)이 형성된 흡수체 수용실 (52)의 하나의 내벽 표면 전 영역에 친수성을 부여한, 도 11d의 추가의 변형을 나타낸다.

도 11d 및 11f에서도, 도의 복잡화를 피하기 위해 흡수체 수용실 (52)에 함유된 흡수체를 도시하지 않는다.

도 11d에서 도시한 바와 같이, 친수화 표면 (5003)은 액체 용기와 흡수체 수용실 사이를 연결하는 접속 파이프 (61)의 내면위에서 형성되고, 접합파이프의 내면에서 계속되고 기액 교환 홈 (도시하지 않음)을 포함하는 홈 위의 위치까지 연장되는 내벽 표면 부분위에서 형성되기 때문에, 흡수체와 기액 교환 홈 위에 위치한 내벽 표면 부분 사이에 매우 작은 틈이 존재할 지라도, 그 틈은 접속 파이프 (61)을 통해 액체 저장실 (51)로부터 흡수체 수용실로 들어가는 잉크로 폐쇄되고, 따라서 예기치 못한 공기통로가 형성될까 염려할 필요가 없다.

게다가, 친수화 표면 (5004)가 접속 파이프 (61)의 내면까지 그리고 그 밑으로 연속적으로 형성되기 때문에 흡수체와 내벽 표면부분 사이에 매우 작은 틈이 존재할 지라도, 특히 큰 유속으로 잉크를 공급할 경우 접속 파이프 (61)로부터 잉크 공급부 (51)를 향해 흐르는 잉크와 함께, 기액 교환 홈을 통해 아래로 이동하는 공기가 내벽 표면을 따라 더 이동할 것 같지는 않다.

도 11e는, 잉크 공급부 (131) 둘레의 바닥 표면 및 내벽 측면 둘 다에 친수성을 제공하였기 때문에 도 11d의 예에서와 동일한 효과를 얻을 뿐 아니라, 흡수체 수용실 내의 접속 파이프 (61)로부터 잉크 공급부 (51)을 향하는 잉크 통로에서 실질적으로 잉크 공급에 기여하지 않는 벽면 근처 잉크의 흐름을 순조롭게 할 수 있고, 그 결과 유동 저항의 감소를 기대할 수 있는, 도 11d의 변형예이다.

도 11f는 도 11e의 효과를 달성하기 위한 친수화의 최소 요구 영역을 사용하는 변형예이다. 도 11d 또는 11e와 비교하면, 접속 파이프 내면 외에 흡수체 수용실의 한 내벽 표면의 전 영역이 친수화되어, 처리할 표면이 부분적인 도 11d의 예 및 처리할 표면이 여러개인 도 11e의 예와 비교시 친수화 용액의 부착량을 더 용이하게 제어할 수 있는 잇점이 발생한다.

도 11a 내지 11c는 흡수체 수용실 (52)의 흡수체에 대한 친수화의 변형을 보여주는데, 이를 상기 흡수체 수용실 (52)에 대한 친수화 변형인 도 11d 내지 11f와 결합하여 원하는 효과를 얻을 수 있다.

더 특히, 도 11a에서는, 상부 흡수체 (130) 및 하부 흡수체 (140) 둘 다를 포함하는 전 영역이 친수화 영역인데, 상기 흡수체는 부압 발생 부재로서 폴리올레핀계 섬유 잉크 흡수체로 구성된다. 도 11b에서는, 오직 하나의 흡수체 (130)만이 부합 제어 용기 (110)에 함유되며 수평 계면 (113c)의 실질적으로 아래의 전 영역에 친수성을 부여한다. 두 실시예에서, 흡수체들 (130 및 140) 사이의 계면 (113c)은 사용시를 가정한 형태에서 접속 파이프 (180)의 근처 및 위에 위치한다.

도 11c는 한개의 흡수체 (130)만이 부압제어실 용기 (110)에 함유되고 수평계면 (130c)의 실질적으로 아래의 전 영역에 친수성을 부여한 예를 부여준다. 친수화-비친수화 계면인 계면 (130c)은 사용시를 가정한 형태에서 접속 파이프 (180)의 근처 및 위에 위치한다.

도 11a에 도시한 예들을 상기 실시 양태에서 사용한 부압발생 부재 (흡수체)에 대해 원하는 만큼 대체할 수 있다. 도 11a에서, 섬유 흡수체인 흡수체 (130 및 140)를 전체 섬유 부재로 볼 경우, 흡수체 (140)은 잉크 공급부 쪽에 위치하고 흡수체 (130)은 대기 연통구 쪽에 위치한다. 부분적 친수화 처리를 흡수체 (140)의 전체에 적용하는 것으로 간주할 수 있다.

도 11a 내지 11c 전체에서, 친수화 영역이 물에 대한 폴리올레핀계 섬유 부재의 접촉각의 견지에서 80°이상으로 작용하도록 공급부 쪽에 위치하므로, 부합의 안정화를 달성하기 위해, 수성 잉크에 대한 잉크 보유 특성 및 부압 발생에서의 액면을 적어도 흡수체 (140) 내에서 균일하게 할 수 있다. 동시에, 전기한 처리액으로 친수화를 행할 경우에, 친수성기에 의한 흐름 저항의 감소에 의한 우수한 잉크 공급성을 확보하면서 잉크제트 기록의 정지 및 중단 동안 액면을 수평으로 유지하는 것이 용이하다. 따라서, 잉크 보유 및 분포를 극도로 균일하게 만들고 그 즉시 안정한 부압을 확보할 수 있다. 특히, 도 11c에서, 섬유 부재를 두 부재를 사용하는 경우와 비교시 결과적으로 비용을 감소시키는 단일 부재로 만들 수 있고 친수성-소수성 계면에 근거한 효과를 달성할 수 있지만 두 부재 사이 계면에 근거한 상기 기능과 동일한 기능을 달성하는 것이 불가능할 수도 있다.

도 11b에서, 흡수체 (130)도 친수화되지만, 흡수체들 (130 및 140) 사이의계면 효과를 이용하면서, 약간의 압력 변화에 대하여도 만족할만한 잉크 흡수 효과를 얻기 때문에 잉크 누출 원인 자체를 근본적으로 해결할 수 있는 것이다.

도 11a 내지 11c중 어느것이나, 접속 파이프 (61)로부터 공급되는 잉크를 접하는 면이 친수화되어 있기때문에, 공급되는 잉크 뿐만아니라 접속 파이프에 착탈되는 잉크 용기로부터의 잉크를 확실하게 흡수할 수 있다. 또한, 전술한 기액 교환 및 섬유방향에 관한 설명 전부가 도 11a 내지 11c 어디에도 적용되는 것은 물론이다.

도 11a 내지 11f에 도시한 실시예는 도 7a 및 7b에서 예시한 실시 양태의 효과뿐만 아니라 본 발명에 따른 부분적 친수화에 의한 모든 효과도 포함한다.

도 11e에 도시하는 형태는 처리액을 갖는 액체 저장고 중에 흡수체 수용실을 도면 중의 화살표 "α"방향에서 삽입하여 용액 내에 침지한 후, 상기한 바 있는 건조공정을 거치는 것으로, 용이하게 얻을 수 있다. 도 11f에 관해서는 마찬가지로 동일한 방향(화살표 "β" 방향)에서 액체 저장고 중에 침지하여 얻을 수 있다. 도 11d에 관해서는 도 11f와 마찬가지의 방향 ("β" 방향)일 수 있지만, 친수화되지 않은 영역에 관해서는 미리 마스킹을 한 후 처리액에 침지할 수 있다. 따라서, 그러한 어느쪽 형태에 있어서도 상기한 바와 같은 방법으로 용이하게 흡수체 수용실의 내부를 친수화하는 것이 가능하다.

도 10에 도시한 바와 같이 접속 파이프 (61)에 접속되는 액체저장실 (51)의 접속구 (62)의 내면을 발수화 처리를 하여 발수 표면 (73)을 형성할 수 있다. 이렇게 함에 의해, 흡수체 수용실 (52)에 대하여 별개의 부재로서 구성된 액체저장실(51)을 대체할 때, 액체저장실의 접속구 (62) 안으로 잉크가 이동하지않도록 할 수 있다. 액체저장실 (51)로부터 소량의 잉크가 접속구 (62)에 유도된다 하더라도, 천천히 착탈조작을 행하는 것에 의해 접속구 (62)의 잉크가 접속 파이프 (61)에 유도되도록 할 수 있다. 즉, 불필요한 잉크가 접속구 (62)에 잔류하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 발수화 처리에 관해서도 제1 실시 양태에 도시한 방법과 동일한 원리 (후술)에 기초하여 행하는 것이 바람직하다.

상기 접속 파이프의 친수화 또는 접속 파이프가 접속된 면의 흡수체와의 접촉면의 친수화 외에 추가의 친수화를 행함에 의해, 한층 더 효과를 발휘하는 제5 실시 양태의 구성에 관해서 상세히 설명한다.

실시예 5

도 12에 도시한 바와 같이, 본 실시 양태에 따른 잉크제트 헤드 카트리지 (70)의 흡수체 수용실에 수용된 흡수체는 2개의 흡수체 (130 및 140)로부터 구성되어 있다. 잉크제트 헤드 카트리지 (70)의 사용 상태에 있어서, 흡수체 (130 및 140)는, 상하 2단으로 중첩되고 상호 밀착하여 부압 제어실용기 (110) 내에 충전되어 있다. 하단의 흡수체 (140)에 의해 발생하는 모세관력은, 상단의 흡수체 (130)에 의해 발생하는 모세관력보다도 높다. 즉, 하단의 흡수체 (140) 쪽이 더 높은 잉크 보유능을 갖는다. 부압 제어실 유닛 (100) 내의 잉크는 잉크 공급관 (165)을 통해서 잉크제트 헤드 유닛 (160)으로 공급된다.

흡수체 (130)는 대기 연통구 (115)와 연통하지만, 흡수체 (140)는 그 상면에서 흡수체 (130)과 밀착하고 그 하면에서 필터 (161)와 밀착하고 있다. 흡수체(130 및 140) 사이의 경계면 (113c)은, 사용시 파이프의 상태에서는 연통부로서 접속 파이프 (180)의 상단보다 더 높게 위치한다.

흡수체 (130 및 140)는 각각 폴리올레핀 섬유 (예, PP의 표층에 PE를 형성한 2축 섬유)를 얽히게 한 것으로 이루어진다. 흡수체 (140)는, 접속 파이프 (180)의 개구의 절반 높이에서 공급구 (131)까지의 영역 (도 12에서의 사선 영역)의 섬유를 친수화 처리한 것을 이용하고 있다.

흡수체들 (130 및 140) 사이의 경계면 (113c)을 사용시 상태에서 접속 파이프 (180)의 상부, 바람직하게는, (본 실시 양태에서와 같이) 접속 파이프 (180)의 근방에 설치함으로써 후술하는 기액 교환 동작에 있어서, 기액 교환 동작중의 흡수체 (130 및 140) 중에서의 잉크와 기체와의 계면을 경계면 (113c)으로 할 수 있다. 결과적으로, 잉크 공급 동작중의 헤드부에 정부압을 안정화시킬 수 있다. 게다가, 흡수체 (130)의 모세관력보다 흡수체 (140)의 모세관력을 상대적으로 강하게 함으로써, 흡수체 (130 및 140)의 쌍방에 잉크가 존재하는 경우, 상측의 흡수체 (130) 내의 잉크를 소비한 후, 하측의 흡수체 (140) 내의 잉크를 소비하는 것이 가능하다. 환경 변화에 따라 기액 계면이 변하는 경우, 처음에 흡수체 (140), 및 흡수체 (130 및 140) 사이의 경계면 (113c) 근방이 잉크로 충전된 후, 흡수체 (130)에 잉크가 진입한다.

상기한 바와 같이 구성된 부압 발생 부재로서의 폴리올레핀 섬유 잉크에 있어서, 적어도 접속 파이프 (180)로부터 잉크 공급구 (131)까지의 잉크 공급 영역이 친수화 처리되어 있다. 상기 친수화 처리 영역은 도 12에서 사선으로 도시한 바와같이, 접속 파이프 (180)의 개구부 절반 높이로부터, 공급구 (131)로 형성된 부압 제어실 용기 (110)의 바닥까지 항상 존재할 필요는 없지만, 부압 제어실 용기 (110)의 한쪽 면에서의 접속 파이프180의 개구부 절반 높이로부터, 공급부 (131)로 형성된 부압 제어실 용기 (110) 바닥의 구석까지 비스듬히 친수화 처리 영역을 존재시킬 수 있다. 또는, 친수화 영역을 접속 파이프 (180)의 개구부 절반 높이에서 공급구 (131)까지 호를 그리도록 가능한 한 최단 거리에 존재시킬 수 있다. 또는, 흡수체 (130 및 140) 사이의 경계선 (113c)을 접속 파이프 (180)의 개구부 절반 높이에 맞출 수 있고, 흡수체 (140)의 전체를 친수화할 수 있다. 이러한 친수화 영역의 예는 또한 도 5a, 5b, 6, 7a 내지 7d, 8a, 8b, 9a 내지 9d, 10 및 11a 내지 11f에 도시한 제3 및 제4 실시 양태에서 상기한 액체 용기내의 흡수체에 대하여도 적용할 수 있다.

상기 실시예에 따르면, 기액 교환 동작에 있어서 상부 흡수체 (130)의 액면이 흡수체가 갖는 현미경적인 소밀차에 의해 흐트러져 저하하더라도, 친수화 영역 (도면 중 사선 영역)에 있어서, 눈에 띄는 액면의 저하는 방지된다. 즉, 기액 교환에 있어서의 공기 (예; 도면 중 화살표 A)는 잉크 용기로부터의 잉크 (도면 중 화살표 B)를 끊어짐 없이 접속 파이프 (180) 내의 상부를 흐르기때문에 안정된 기액 교환 동작이 행하여진다.

또한, 잉크 공급구 (131) 부근이 친수화 처리되어 있으므로 잉크가 그 주위에 항상 존재하려고 하기 때문에, 잉크 공급구 (131)에 있어서도 잉크부족을 일으키기 어렵다.

또한, 새로운 잉크 용기 (201)로 교환하였을 때 흡수체 (140)의 친수화 영역이 적극적으로 잉크를 유도하기 때문에, 뚜껑 (5020)과 흡인 수단 (5010)에 의한 헤드 회복을 빠르게 할수있다. 또한, 헤드 회복에 필요한 잉크량을 친수화 영역의 크기의 견지에서 제어할 수 있다.

도 5a, 5b, 6, 7a, 7b, 8a, 8b, 9a 내지 9d, 10, 11a 내지 11f 및 12에 도시한 실시예에 있어서 접속 파이프 (180)의 개구부에 접한 친수화 영역의 높이는 도시한 위치로 한정되지 않지만, 안정된 기액 교환 동작을 행할 수 있는 파이프 근처의 최적 높이로 설정할 수 있다. 특히, 흡수체로의 적극적인 잉크 흡입을 고려할 때 기액 교환시의 공기 통로 형성을 방해하지 않은 정도로 파이프 개구부 내에 친수화 영역이 존재하는 것이 바람직하다.

이러한 실시 양태에서 또한, 접속 파이프 내면 및 접속 파이프의 상단 아래의 흡수체 영역이 친수화 처리되어 있기 때문에 잉크의 공급이 보다 순조롭게 됨 과 동시에 액체 수용실을 대체할 때, 접속부에 존재하는 잉크가 접속 파이프에 더 적극적으로 유도된다.

표면 개질 방법에 관한 보충 설명

다음에, 본 발명에 있어서의 친수화 처리 및 발수화처리에 적용되는 물품 표면의 바람직한 개질 방법에 관해서 설명한다.

하기의 표면 개질 방법에 따르면, 물품 표면을 구성하는 물질에 포함되는 분자가 갖는 관능기를 이용하여 고분자 (또는 그의 세분화물)을 특정한 배향을 채용하여 표면상에 부착시켜, 상기 고분자 (또는 고분자의 세분화물)에 함유된 기의 특성을 표면에 제공함에 의해 바라는 표면 개질을 가능하게 하는 방법이다.

본 명세서에서, 용어 "물품"은 임의의 다양한 재료로부터 형성되어, 일정한 외형을 보유하는 것을 의미한다. 외형과 관련하여, 물품은 외부에 노출된 외면을 갖고 있다. 그 내부에 있어서, 외부와 연통하는 부분을 포함하는 공극부나 공동부, 또는 중공부가 존재할 수 있다. 이것들의 부분을 구획하는 내면 (내벽 표면)도 본 발명에 있어서의 표면 개질 처리 대상으로서의 부분적 표면으로 할 수 있다. 중공부에는, 이것을 구획하는 내면을 지니고 외부와는 완전히 격리된 공간인 것도 포함된다. 개질 처리 전에 중공부내에 표면 처리액을 적용할 수 있다. 따라서, 개질 처리후에 외부로부터 중공부가 격리되는 한, 본 발명에 따른 처리를 할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 표면 개질 방법은 각종 물품이 갖는 모든 표면에서 물품의 형상을 손상하는 일없이 외부로부터 표면 처리액을 접촉시키는 것이 가능한 표면에 적용할 수 있다. 물품의 외면과 그에 연결되는 내면의 각각 또는 쌍방을 본 명세서에선 언급한 바와 같이 부분적 표면으로 간주한다.

그 대상으로 하는 물품 표면으로부터 선택되고 세분화된 부분적 표면의 특성을 변경하는 것도 본 발명에 포함된다. 물품의 외면과 그에 연결되는 내면을 선택하는 형태도, 원하는 부분적 표면 영역의 개질에 포함된다.

상기한 표면 개질에 있어서는, 물품이 갖는 표면의 적어도 일부를 구성하는 개질하여야 할 부분(부분적 표면)이 처리된다. 즉, 물품 표면 일부 또는 전체를 원하는 대로 선택해서 개질 처리한다.

본 명세서에 있어서 용어 "고분자의 세분화"란, 고분자의 일부가 끊어진 것을 의미하거나 단량체 자체를 의미한다. 실시 양태의 관점에서 보면, 고분자가 산과 같은 개열 촉매로 개열되는 모든 실시 양태을 포함한다. 본 명세서에서 용어 "고분자 필름의 형성"이란, 실질적인 막이 형성되는 것, 또는 2차원적인 면에 대하여 각부의 다른 배향을 포함한다.

본 명세서에 있어서 "고분자"란, 관능기를 갖는 제1 부분과, 이 관능기의 계면 에너지와는 다른 계면 에너지를 가지며 부착 대상 물품의 표면 에너지와 거의 동등한 계면 에너지를 갖는 제2 부분을 갖는 고분자를 가리킨다. 고분자는 위에서 언급한 물품 표면의 구성 물질과 상이한 것이 바람직하다. 그러므로, 표면 개질할 물품의 구성 물질에 따라, 적합한 고분자를 각각 물품 표면의 표면 에너지와 거의 같은 계면 에너지를 갖는 고분자들 중에서 선택할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 고분자는 개열될 수 있고 개열 후 축합될 수 있어야 한다. 고분자는 제 1 및 제 2 부분 외에 기능성 기를 가질 수 있지만, 이 경우, 기능성 기로서 친수성 기가 친수성 기에 대해 비교적 소수성인 다른 기능성 기에 대해 비교적 장쇄인 것이 바람직하다.

표면 개질의 원리

본 발명에 따른 물품의 표면 개질은 물품 표면 (기재 표면)의 표면 (계면) 에너지와 거의 같은 계면 에너지를 갖는 주골격 (주쇄 및 측쇄기 뿐만 아니라 기군을 총칭)과 물품 표면 (계면) 에너지와 상이한 계면 에너지를 갖는 기가 함께 결합된 고분자를 이용하고, 이어서 이 고분자를 주골격 부분을 이용하여 물품 표면에부착시키고, 물품 표면의 계면 에너지와 상이한 계면 에너지를 갖는 기가 물품 표면에 대하여 바깥을 향하는 고분자 필름 (코팅)이 형성되도록 함으로써 이루어진다.

다른 관점에서 볼 때, 표면 개질제로 사용되는 고분자는 개질 전 물품 표면에 노출된 기와 친화성이 본질적으로 상이한 제 1 기, 및 물품 표면에 노출된 기와 거의 유사한 친화성을 나타내고 주골격에 포함된 반복 단위 내에 함유된 제 2 기를 갖는 고분자라고 말할 수 있다.

도 13A 및 13B는 그러한 배향 형태를 도식적으로 보여준다. 도 13A에 나타낸 예에서, 제 1 기 (1-1) 및 제 2 기 (1-2)가 주쇄 (1-3)에 측쇄기로서 결합되어 있다. 도 13B에 나타낸 예에서, 제 2 기 (1-2)가 주쇄 (1-3)을 구성하고 제 2 기 (1-2)가 주쇄 (1-3)을 구성하고 제 2 기 (1-2)가 측쇄를 구성한다.

도 13A 및 13B에 나타낸 배향에 따르면, 개질할 물품 표면을 구성하는 기재 (6)의 최외면 위에 기재 (6)의 표면 (계면) 에너지와 상이한 계면 에너지를 갖는 배향된 기 (1-1)이 있어서, 기 (1-1)과 관련된 특성을 이용하여 물품 표면을 개질한다. 기재 (6)의 표면 (계면) 에너지는 기 (5)를 기초로 결정한다. 기재 (6)의 표면 (계면) 에너지와 관련하여, 표면 구성 물질 및 분자는 표면 위에 노출된 기 (5)에 좌우된다. 보다 구체적으로는, 도 13A 및 13B에 나타낸 예에서, 제 1 기 (1-1)이 표면 개질을 위한 기능성 기로 작용하고, 기재(6)의 표면이 소수성이고 제 1 기 (1-1)이 친수성이라면, 기재 (6)의 표면에 친수성이 부여된다. 제 1 기 (1-1)가 친수성이고 기재 (6) 위의 기 (5)가 소수성이라면, 예를 들면 나중에 기술할폴리실록산을 이용하는 경우에, 도 33에 나타낸 것과 같은 그러한 상태가 기재 (6)의 표면 위에 존재한다고 생각된다. 이 상태에서, 개질 후 기재 (6)의 표면 위에 있는 친수성기와 소수성기 사이의 균형을 조절함으로써 물, 또는 주로 물로 구성된 수성 액체가 개질 후 기재의 표면을 지나간다면 통과 상태 또는 통과 중 유량을 제어할 수도 있다. 게다가, 가령 외벽 표면으로서 그러한 개질된 표면을 가진 폴리올레핀 섬유질 성분을 잉크 제트 기록 헤드와 일체화된 또는 그로부터 분리된 잉크 탱크 속으로 배치함으로써 극히 효율적인 방법으로 잉크 탱크 속으로 잉크를 채우거나 잉크 탱크로부터 잉크를 공급할 수 있게 된다; 게다가, 잉크 탱크내에 적당한 음압을 확보함으로써 잉크 분출 직후 기록 헤드내 잉크 분출 오리피스 근처에 적절한 잉크 계면(메니스커스) 위치를 확보할 수 있게 된다. 결과적으로, 양의 음압이 동적 음압보다 높은 상태를 제공하는 것이 가능해지고, 상기 상태는 잉크 제트 기록 헤드에 공급될 잉크를 갖고 있는 음압 발생부에 가장 적합하다.

특히, 도 33에 나타낸 섬유 표면 구조에서 친수성기 (1-1)은 고분자량 기 때문에 같은 쪽에 있는 측쇄 메틸기 (소수성기)보다 길다. 따라서, 잉크가 흐를 때 친수성기 (1-1)이 잉크 유속에 비해 섬유 표면을 따라 기운다. (동시에 친수성기가 실질적으로 메틸기를 덮게 된다). 결과적으로, 유동 저항이 상당히 낮아진다. 반대로, 잉크 유동이 멈추고 메니스커스가 섬유 사이에 형성될 때, 친수성기 (1-1)이 잉크에 반대되는 방향, 즉 섬유 표면에 수직하게 향하여 (메틸기가 섬유 표면 위로 노출되기 때문에) 분자내 수준에서 친수성(큰 쪽)-소수성(작은 쪽) 균형이 형성되고 충분한 음압이 형성될 수 있다. 친수성기 (1-1)이 많은 (-C-O-C) 결합 및 말단기로서 OH기로 구성되어 있는 이전의 실시 양태에서와 같이 많은 (적어도 복수의) 친수성 기 (1-1)이 고분자 내에 함유되기 때문에, 친수성 기 (1-1)의 작용이 확보된다. 메틸기 외의 소수성 기가 고분자 내에 함유된 경우에, 친수성 기의 존재 범위가 소수성 기보다 크도록 친수성 기가 더 높은 분자 수준에 있는 것이 바람직하다. 상기한 바와 같은 친수성 > 소수성 균형이 확보되어야 한다.

잉크 공급 포트 내의 정적 음압은 하기 식에 의해 나타낸다:

정적 음압 = (잉크 공급 포트로부터 잉크 계면의 높이) - (잉크 계면에서 섬유의 모세관력)

잉크와 섬유 흡수체 사이의 습접촉각이 θ라고 가정하면 모세관력은 cos θ에 비례한다. 따라서, 본 발명의 친수 처리가 수행되는지 아닌지에 따라, 잉크의 cos θ의 변화가 크다면, 잉크의 정적 음압이 절대값으로 비교적 낮게 또는 비교적 높게 설정되도록 조정할 수 있게 된다.

보다 구체적으로, 10˚ 수준의 접촉각의 경우에 친수 처리가 수행되더라도 모세관력의 크기가 많아야 2% 정도일 것이지만, 잉크와 섬유의 젖기 어려운 조합으로부터, 가령 접촉각 50˚의 상태로부터 친수 처리에 의해 접촉각이 10˚ 미만으로 감소한다면 모세관력이 50% 증가된다. (cos 0˚/cos 10˚≒ 1.02, cos 50˚/cos 50˚≒ 1.5)

이제, 도 13A 및 13B에 나타낸 바와 같은 개질된 표면을 갖는 물품을 제조하는 구체적인 방법과 관련하여, 표면 개질에 사용되는 고분자에 좋은 용매이고 표면 개질될 물품으로서의 기재에 대한 처리제의 습윤성을 향상시키는 향상제를 이용하는 방법에 대해 기술할 것이다. 이 방법에 따르면, 처리액 (표면 개질 용액) 내에는 표면 개질제인 고분자가 균일하게 용해되어 있으며, 이를 기재의 표면 위에 도포한 후, 이어서 용액내에 함유된 용매를 제거하는 동안 처리액에 함유된 표면 개질제인 고분자를 위에서 기술한 바와 같이 배향된다.

보다 구체적으로, 상기 방법은 고분자에 좋은 용매이고 처리할 기재의 표면에 충분한 습윤성을 가진 용매에 소정량의 고분자 및 개열 촉매를 혼합한 용액(표면 처리액, 기능성 기를 친수성기로 하는 경우에는 순수를 함유하는 것이 바람직함)을 제조하는 공정, 표면 처리액을 기재 표면에 도포하는 공정, 및 이어서 표면 처리액으로부터 용매를 건조(가령, 60℃ 오븐 중에서) 증발시키는 공정을 포함한다.

기재의 표면에 대해 충분한 습윤성을 나타내고 표면 개질제로서의 고분자를 용해하는 유기 용매를 사용하는 것은 균일하게 도포하는 것을 용이하게 한다는 관점에서 볼 때 바람직하다. 용매가 증발함에 고분자의 농도가 높아질 때, 도포된 액층에 고분자가 균일하게 분포되고 충분히 용해된 상태를 유지하는데도 그러한 유기 용매가 효과적이다. 게다가, 표면 처리액이 기재 표면에 대해 충분히 젖기 때문에, 표면 개질제로서의 고분자가 기재 표면 위에 균일하게 퍼진 결과, 복잡한 형상을 갖는 표면 위에도 균일한 고분자 코팅을 형성시킬 수가 있다.

표면 처리액에는 휘발성이 있고 기재 표면에 대해 습윤성이 있으며 고분자에 대해 좋은 용매인 제 1 용매에 더하여, 고분자에 대해 좋은 용매이지만 제 1 용매에 비해 기재 표면에 대한 습윤성이 상대적으로 떨어지고 휘발성이 더 작은 제 2용매를 함유할 수 있다. 그러한 예로서, 기재 표면 물질로서 폴리올레핀계 수지를 고분자로서 폴리옥시알킬렌-폴리디메틸실록산을 사용하는 경우에 후술하는 이소프로필알코올 및 물을 조합하여 사용하는 것을 언급할 수 있다.

표면 처리액 중에 개열 촉매로서 산을 첨가하는 것은 다음의 효과를 가져올 것이라고 생각된다. 예를 들면, 표면 처리액의 증발 및 건조 과정에서 물질의 증발에 수반하여 산 성분이 농도가 상승하므로 가열을 수반하는 고농도의 산에 의하여 표면 개질에 사용된 고분자가 부분적으로 분해되어(개열), 고분자의 세분하물이 생성되고, 따라서 기재 표면의 보다 미세한 부분으로의 고분자 배향이 가능해진다. 게다가, 증발 건조의 마지막 단계에서 고분자의 개열된 부분이 표면 개질 고분자로 재결합함으로써 고분자 필름의 형성 (고분자 코팅 또는 단분자막)이 가속화된다.

게다가, 표면 처리액의 증발 건조 과정에서 용매의 증발에 수반하여 산 성분의 농도가 상승할 때, 이 고농도의 산이 기재 표면 및 표면 근처에 존재하는 불순물을 제거함으로써 기재 표면이 청결해지는 효과를 기대할 수 있다. 그러한 청결한 표면 위에서는 기재 물질 분자 및 표면 개질제로서의 고분자 사이의 물리적 부착력이 향상되는 것도 기대된다.

이와 관련하여, 가열을 수반하는 고농도의 산에 의해 기재 표면이 분해되고 기재 표면에 활성점이 나타나므로, 이 활성점 및 상기 고분자의 새분화물이 결합하는 부차적인 화학 반응이 일어날 수 있다. 경우에 따라서는, 표면 개질제와 기재와의 그러한 부차적인 화학 흡착에 의하여 표면 위에서의 표면 개질제의 부착 안정화가 향상될 수 있다.

다음으로, 도 14, 15, 16A, 16B, 17 내지 20을 참고로 기능성 기가 친수성 기이고 소수성 기재 표면에 친수성을 부여하는 경우를 예로 들어, 기재의 표면 에너지와 거의 같은 표면 에너지를 갖는 표면 개질제 (친수성 처리액을 함유함)의 주골격의 개열 및 기재 표면 위에서의 세분화물의 축합에 의한 고분자 필름 형성 공정에 대해 설명할 것이다. 친수성 기는 기 전체로서 친수성을 부여할 수 있는 구조를 가진 기를 나타낸다. 친수성 기로 치환하여 친수성을 부여할 수 있는 기를 제공한다면 친수성 기 자체 뿐만 아니라 소수성 사슬 또는 기를 가진 기도 포함된다.

도 14는 친수 처리액 (8) 도포 후의 확대도이다. 이 시점에서, 이 용액 (8)에 함유된 친수화 고분자 P1 내지 P4 및 산 부분 (7)이 기재 (6) 표면 위의 용액 중에 균일하게 용해되어 있다. 도 15는 처리액 도포 후 건조 공정의 확대도이다. 가열을 수반하는 이 건조 공정에서 용매의 증발과 함께 산 성분의 농도가 상승하고, 이어서 기재 (6)의 표면 위 또는 근처에 존재하는 불순물이 제거되고 기재 표면의 청결 작용으로 순수한 기재 표면이 형성됨에 의해 기재 (6) 및 표면 개질제 고분자 P1 내지 P4의 물리적 흡착력이 향상된다. 게다가, 이 건조 공정에서 용매의 증발에 기인하는 산 성분 농도의 상승에 의해 친수화 고분자 부분이 부분적으로 개열된다.

도 16A 및 16B는 고분자 부분 P1이 농축된 산에 의해 분해되는 방식을 보여주고, 도 17은 이렇게 분해된 친수화제가 기재 위에 흡착되는 방식을 보여준다. 용매 증발이 진행됨에 따라, 용해 포화에 이른 친수화제 구성 성분으로서의 고분자로부터의 세분화물 P1a 내지 P4b의 기재의 표면 에너지와 거의 같은 표면 에너지를 갖는 주골격 부분이 세정에 의해 얻어진 순수한 표면인 기재 (6)의 표면 위에 선택적으로 부착된다. 결과적으로, 표면 개질제 중의, 기재 (6)과 상이한 표면 에너지를 갖는 기 (1-1)가 기재 (6)에 대해 외측에 배향된다.

따라서, 기재 (6)의 표면 에너지와 거의 같은 계면 에너지를 갖는 주골격 부분이 기재 표면 위에 배향되고, 기재 (6)와 상이한 표면 에너지를 갖는 기 (1-1)가 기재 표면 반대쪽의 외측에 배향되므로, 기 (1-1)이 친수성 기라면 기재 (6)의 표면에 친수성이 부여되고, 따라서 기재 표면이 개질된다. 도 18은 친수화 용액의 도포 및 후속 건조 후 친수화제 및 기재 표면의 흡착 상태를 도식적으로 나타낸다.

고분자로서 예를 들면, 고분자로부터의 세분화물이 축합에 의해 적어도 부분적으로 결합될 수 있는 폴리실록산 같은 고분자를 이용함으로써 기재 (6)의 표면 위에 흡착된 세분화물 사이에 결합을 생기게 하고 고분자 상태를 제공할 수 있고, 따라서 친수화제의 필름을 보다 강고하게 할 수 있다. 도 19에 이러한 축합반응에 의한 재결합의 모식도를 도시한다. 폴리실록산을 이용한 세분화물의 형성 및 그 축합에 의한 고분자화의 메카니즘은 하기와 같다.

피처리 표면에서의 표면 처리액의 제어된 건조에 따라, 이 표면 처리액중에 포함된 묽은 산의 농도가 상승하고 이렇게 농축된 산 (예를 들면, H₂SO₄)가 폴리실록산의 실록산 결합을 개열시켜 그 결과, 폴리실록산의 세분화물 및 실릴황산이 생성된다 (반응식 1). 피처리 표면에 존재하는 처리액이 더욱 건조됨에 따라 표면처리액중에 존재하는 세분화물의 농도도 높아져서 세분화물끼리의 접촉 확률이 향상된다. 그 결과, 하기 반응식 2에 도시한 바와 같이, 세분화물이 서로 축합하여 실록산 결합이 재생된다. 또한, 부산물로서의 실릴황산이 피처리 표면이 소수성인 경우에는, 실릴황산의 메틸기가 피처리 표면을 향하여 배향되며 술폰기는 피 처리 표면과는 다른 방향으로 배향된다. 따라서, 실릴황산이 피처리 표면의 친수화에 일부 기여를 하는 것으로 생각된다.

용매 중에 물이 존재하는 조성을 갖는 표면 처리액의 상태의 일례를 도 20에도식적으로 나타내었다. 처리액의 용매 중에 물이 존재하는 경우는 가열하에서 친수화 용액으로부터 용매를 증발시키는 과정에서, 물 및 휘발성 유기 용매가 증발한다 (물의 기체분자를 11, 유기 용제의 기체분자를 10으로 도시한다). 이 경우에, 휘발성 유기 용매의 증발 속도가 물보다도 빠르기 때문에 처리액중의 물의 농도가 높아지고 처리액의 표면 장력이 상승한다. 그 결과, 증발에 의해 물의 농도가 상승함에 따라 기재 (6)의 피처리면과 처리액과의 계면에 표면 에너지의 차가 생겨,기재 표면과 증발에 의해 물의 농도가 높아진 처리액 (함수층(12))과의 계면에 있어서, 기재 (6)의 피처리면과 거의 동등한 표면에너지를 갖는 친수화 고분자로부터의 세분화물 P1a~P4b 부분이 기재 표면쪽으로 배향된다. 한편, 고분자로부터의 세분화물의 친수성기를 갖는 부분은 유기 용매의 증발에 의해 물의 농도가 높아진 함수층(12)측에 배향된다. 그 결과, 고분자 세분화물의 소정의 배향성이 보다 향상된다고 생각된다.

본 발명은, 액체 토출 헤드에 이용되는 액체 공급 통로의 튜브, 관 및 필터 같은 구조체, 및 이에 더하여 음압에 의해서 잉크를 보유하는 잉크 제트용 섬유 흡수체에도 관한 것이다. 특히, 본 발명에 따르면 내표면에 친수화 처리를 한다. 전술한 본 발명에 따른 물품 표면 개질 방법에서 표면 개질할 물품은 섬유에 한하지 않고, 고분자가 갖는 기능성 기의 특성이나 종류에 따라서 여러가지 다른 물품이나 용도를 들 수 있다. 이하에 여러개의 예에 관해서 설명한다.

(1) 기능성 기가 친수성 기인 경우

처리할 물품은 잉크 제트 시스템에서 이용되는 잉크 흡수체 같이흡수성을필요로 하는 것이다 (상기 실시 양태를 올레핀계 섬유를 포함하는 경우에 적용할 수 있다). 본 발명에 따른 표면 개질 방법에 의하여 순간적으로 액체 (예를 들면, 상기 실시 양태에서 설명한 수성 기재 잉크 등)을 흡수할 수 있는 친수성을 개질할 물품에 제공할 수 있다. 본 표면 개질 방법은 액체 보유성을 필요로 하는 경우에도 유효하다.

(2) 기능성 기가 친유성 기인 경우

본 발명에 따른 표면 개질 방법에 의하여, 친유성을 필요로 하는 물품에 대하여도 요구 사항을 유효하게 충족시킬 수 있다.

(3) 표면 개질의 모든 다른 응용은, 상기 원리의 메카니즘을 이용하여 달성할 수 있는 것이라면 이에 포함되는 것이다.

특히, 처리제로서, 물품 표면에의 습윤성과 고분자를 용해시킬 수 있는 습윤성을 향상시킬 수 있는 습윤성 향상제 (예를 들면, 이소프로필알콜(IPA))과 고분자 개열을 유도하는 매질, 및 전술한 임의의 기능성 기와 이 기의 계면 에너지와는 다르고 물품 표면의 부분 표면 에너지와 거의 동등한 기 (또는 기군)을 함유하는 고분자를 함유하는 것을 이용하는 경우에 있어서, 개열 후의 축합에 의해 특히 우수한 표면 개질 효과를 거둘 수 있다. 지금까지 얻을 수 없었던 균일성과 특성을 확실하게 제공할 수 있다.

함유된 액체에 대하여 습윤성이 우수한 성질을 본원에서 "친액성"이라고 칭한다.

이제 본 발명의 보충 개념을 설명할 것이다. 섬유를 성형 또는 형성할 때에이용되는 중화제 (예를 들면, 스테아르산칼슘 또는 히드로탈사이트) 및 다른 첨가물이 섬유에 함유되는 경우가 있지만, 상술한 표면 개질 방법에 따르면, 잉크 내의 그러한 중화제 및 다른 첨가제가 용출되거나 석출되는 것을 줄일 수 있고, 본 발명의 고분자막이 형성된다면, 이 문제는 해결될 수 있다. 따라서, 상기 표면 개질 방법에 따르면, 중화제 및 다른 첨가물의 사용 범위를 확대할 수 있을 뿐만 아니라, 잉크 제트 헤드 자체의 특성 변화도 방지할 수 있다.

이러한 각종 물품의 제조에 있어서의 공정도의 일례를 도 32에 도시한다. 제조 개시시(S1)에 물품과 처리액이 제공하고, 이어서 물품의 표면(피개질면)에 처리액을 도포하는 처리액 도포 공정(S2), 피개질면에서 잉여물을 제거하는 잉여물 제거 공정(S3), 피개질면 위에서 고분자를 개열하고 세분화물을 배향시키기 위한 처리액 농축 증발 공정(S4), 세분화물 사이의 결합에 의한 고분자화를 위한 고분자 축합 공정(S5)를 실시한다. 이러한 단계들을 통해서 개질된 표면을 갖는 물품을 얻을 수 있다(S6).

처리액 농축 단계 및 처리액 증발 단계(S4, S5)는 바람직하게는 실온보다 높고 비점보다는 낮은 온도 (예를 들면, 60℃)에서의 연속 가열 건조 공정에 의해서 수행할 수 있다. 예를 들면, 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 표면을 개질하기 위해서 친수성기를 갖는 폴리실록산을 물, 산 및 유기 용매 (예를 들면, 이소프로필알콜)함께 이용하는 경우에, 건조 처리 시간을 약 45분 내지 2 시간 정도로 할 수 있고, 40 중량%의 이소프로필알콜 수용액을 사용하는 경우에 있어서는 2 시간 정도이다. 수분의 함량을 낮춤으로써 이 건조 처리 시간을 줄일 수 있다.

비록 도 32에 나타낸 예에서 고분자의 세분화물이 물품의 피개질면 위에 형성되지만, 그러한 세분화물을 이미 함유하는 처리액을 물품의 피개질면 위에 공급하여 배향이 일어나게 할 수 있다.

예를 들면, 먼저 말한 바와 같이, 본 발명에서 사용할 수 있는 처리액은 피개질면에 대한 처리액의 습윤성을 향상시키기 위한 습윤성 향상제, 용매, 고분자 개열 촉매, 및 피개질면에 개질 효과를 부여하기 위한 기능성 기와 피 개질면에 부착하기 위한 기를 함유하는 고분자를 함유하며, 이 중 습윤성 향상제는 피개질면에 대한 습윤성을 지니고, 표면 개질제의 유효 성분인 고분자에 대해 좋은 용매인 것이다.

원리 적용예 1

이제, 폴리프로필렌-폴리에틸렌 섬유체에 상기 표면 친수화의 원리를 적용한 예를 설명한다. 예를 들면, 실제의 폴리프로필렌-폴리에틸렌 섬유체는 잉크 보유를 위한 잉크 흡수체로 이용할 수 있는, 섬유를 복합시켜 덩어리 형상으로 한 것이다. 예를 들면, 도 21 (a)에 도시한 바와 같이, 대기에 개방된 개구 (25)를 갖는 적당한 형상의 용기 (21) 내에 잉크를 포함하여 각종 액체의 흡수 보유체로서 기능하는 섬유체 (23)를 소정의 배향으로 받아서, 액체 보유 용기로서 사용할 수가 있다. 더우기, 이러한 잉크 흡수체는 잉크 제트 기록 장치에 이용되는 잉크 탱트내에서 적당히 사용할 수 있다. 특히, 도 23A 내지 도 23F 및 도 24A 내지 도 24F를 이용하여 후술하는 바와 같이, 친수 처리액으로 함침시킨 섬유 흡수체를 압축하여 섬유의 간극으로부터 여분의 처리액을 짜내고, 가열 건조한 후, 섬유 흡수체를 탱크 내에 수용시키는 경우에는, 처리액을 짜낸 방향과, 탱크 안에 삽입할 때의 섬유 흡수체 압축 방향을 서로 일치시키는 것이 바람직하다. 즉, 예를 들면, 처리액을 짜내는 작업시 섬유 흡수체가 압축된 상태로부터 원래 상태로 복원되었을 때, 섬유의 분기제 또는 친수화제가 확실하게 붙어 있지 않더라도, 그러한 문제점을 섬유 흡수체를 탱크에 삽입할 때 상쇄시킬 수 있다.

섬유 흡수체는 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 이축 섬유체로 구성되어 있고, 개개의 섬유는 길이가 대략 60 mm이다. 이 이축 섬유체는, 그 단면 형상을 도 22A에 나타낸 바와 같이, 축에 대해 수직인 단면의 외형 (외측 주변 형상)이 대략 원형 (닫힌 고리 모양)이고, 여기서 상대적으로 융점이 높은 폴리프로필렌 섬유를 핵재 (23b)로 하고, 그 주위에 상대적으로 융점이 낮은 폴리에틸렌을 덮개 (23a)로 배치한다. 이러한 단면 구조의 단섬유는 소면기에 의해 그들의 정렬 방향으로 정렬되고, 이어서 가열하여 인접한 섬유들 사이에 융착을 유도한다. 더 구체적으로는, 덮개 (23a)인 폴리에틸렌의 융점 보다 높고 핵 (23b)의 폴리프로필렌의 융점 보다 낮은 온도로 가열하여 폴리에틸렌 섬유가 서로 접촉하는 부위에서 함께 융착되는 구조를 제공한다.

상기 섬유 구조체에 있어서, 도 21C에 나타낸 것처럼, 섬유가 소면기에 의해 정렬되기 때문에 상기 섬유는 주로 길이 방향 (F1)으로 연속적으로 배열되어 있고 부분적으로 서로 접촉하고 있다. 가열에 의해 이 접촉점 (교점)에 있어서 상호 융착이 발생하고 그물 구조를 형성한다. 이러한 그물 구조는 길이 방향 (F1)에 수직인 방향(F2)으로 기계적인 탄력성을 준다. 따라서, 도 21B에 나타낸 길이 방향(F1)으로의 인장 강도가 증가하고, 반면 직교하는 방향 (F2)로의 인장 강도는 나쁘지만 압축 변형에 대해서는 복원력이 보장된다.

보다 상세하게 이 섬유 구조를 보면, 도 21C에 보이듯이, 개개의 섬유는 주름이 잡혀 있고 인접한 섬유간에 복잡한 그물 구조가 형성되고 융착이 일어난다. 일부의 주름이 잡힌 섬유는 직교하는 방향 (F2)을 향하고, 3 차원적 융착을 완성하고 있다. 이 실시예에서 실제로 사용하고 있는 섬유 구조체는 융점 약 180 ℃인 핵심부인 프로필렌 섬유를 거의 동심원 상에 있는 융점 약 132 ℃의 폴리에틸렌으로 도 22A에 보인 대로 피복한 2축 섬유의 토우를 사용해서 슬라이버로 형성한다. 이렇게 사용된 섬유 구조체에서, 주로 섬유가 배열한 섬유 방향 (F1)이 존재하는 것이므로, 만약 액체를 침적하면 내부에서의 유동성 및 정지 상태에서의 보유 능력이 섬유 방향 (F1)과 그것과 직교하는 방향 (F2) 사이에 명확한 차이가 있다.

이 실시예에서 표면이 개질되어야 하는 물품이 섬유 구조체이고, 평평한 표면을 갖는 물품 보다 액체 보유 능력이 높기 때문에 이하의 조성의 처리액을 사용하였다.

섬유체의 친수 처리액의 조성

성분	조성(wt%)
(폴리옥시알킬렌)-폴리(디메틸실록산)	0.40
황산	0.05
이소프로필 알콜	99.55

(1) PP-PE 섬유 흡수체의 친수화처리 방법

도 23A에 나타낸 구조체의 폴리프로필렌-폴리에틸렌 섬유 흡수체 (24)를 상기 조성(도 23B)의 친수 처리액 (28)에 침적한다. 이때, 섬유 흡수체의 간격에 처리액을 유지한다. 그리고, 상기 섬유 흡수체를 눌러서 (도 23C) 섬유 23A의 사이에 유지되어 있는 처리액 (28)의 여분을 제거한다. 섬유 흡수체 (24)를 철사 그물 같은 지그로부터 취하면, 그것은 원래의 모양으로 복원하고 (도 24A) 섬유 표면에 액체 층 (28A)이 형성된다. 이 적셔진 섬유 표면을 갖는 섬유 흡수체를 60 ℃ 오븐 (29)에서 1 시간 동안 건조하였다 (도 24B). 이렇게 섬유 23A의 표면에 형성된 친수 처리된 층 (28B)를 갖는 섬유 흡수체 (24)를 얻는 것이 가능하다. 도 23D 내지 23F는 각각 도 23A내지 23C의 부분적 확대도이고, 도 24D 내지 24F는 각각 도 24A 내지 24D 부분적 확대도이다.

비교 실시예 1 및 참고 실시예 1

비교 실시예 1로서, 도 23A 내지 23F 및 24A 내지 24F와 관련하여 상기 기술한 방법과 동일한 조작을 황산 및 이소프로필 알콜만을 포함하는 섬유체 친수 처리액에 대해서 수행하였고 이 용액은 표 2에 나타낸 용액에 상응하는데 (폴리옥시알킬렌)-폴리(디메틸실록산)을 제외한다. 나아가, 처리되지 않은 PP-PE 섬유 흡수체를 참고 실시예 1로서 사용하였다.

상기 원리 적용예 1에서, 상기 적용 방법에 의해서 PP-PE 섬유 흡수체 전체에 적용된 친수 처리액의 양은 섬유 흡수체 0.5 g에 대해서 0.3 내지 0.5 g이다. 또한 비교 실시예 1에서, 적용한 용액의 양은 원리 적용 실시예 1에서와 동일하다.

이렇게 처리된 섬유 흡수체는 이어서 하기의 방식으로 표면 처리 조건을 확인하고, 그 결과를 하기에 나타내었다.

(1) PP-PE 섬유 흡수체에 대한 친수성 평가 방법

a) 스포이드를 이용한 순수(pure water) 적하 평가

원리 적용예 1의 처리를 한 PP-PE 섬유 흡수체, 비교 실시예 1의 PP-PE 섬유 흡수체 및 참고예의 미처리 PP-PE 섬유 흡수체 각각에 대해서 스포이드를 사용하여 순수를 적하하였고, 순수 투과 정도를 관찰하였다.

b) 순수 투과 평가

각 PP-PE 섬유 흡수체에 대해서 충분한 크기를 갖는 수납용기를 순수로 채우고, 이어서 상기 원리 적용예 1의 PP-PE 섬유 흡수체, 비교 실시예 1의 PP-PE 섬유 흡수체 및 참고 실시예 1의 미처리된 PP-PE 섬유 흡수체를 각각 천천히 수납용기 속으로 넣고, 그리고 순수 투과 정도를 확인하였다.

(2) PP-PE 섬유 흡수체에 대한 친수성 평가 결과

a) 스포이드를 사용한 순수 적하 평가 결과

원리 적용예 1의 PP-PE 섬유 흡수체에 상부로부터 스포이드를 사용해서 순수를 적하할 때, 이 순수는 곧 섬유 흡수체 내부로 침투한다.

그와 대조적으로, 비교 실시예 1의 PP-PE 섬유 흡수체 및 참고 실시예 1의 미처리된 PP-PE 섬유 흡수체 각각에 상부로부터 순수를 적하할 때, 이 순수는 PP-PE 섬유 흡수체 내부로 전혀 침투하지 않았고 PP-PE 섬유 흡수체에 반발하는 관계로 구형의 액적을 형성하였다.

b) 순수 침적 평가 결과

원리 적용예 1의 PP-PE 섬유 흡수체를 서서히 순수로 채워져 있는 수납용기속으로 집어 넣을 때, 그것은 물 속에 서서히 잠겼다. 이것은 최소한 도 23A 내지 23F 및 도 24A 내지 24F에 관하여 상기 설명한 방법에 따라서 처리된 PP-PE 섬유 흡수체의 표면이 친수성을 갖는다는 것을 나타낸다.

한편, 비교 실시예 1의 PP-PE 섬유 흡수체 및 참고 실시예 1의 미처리된 PP-PE 섬유 흡수체를 순수로 채워진 수납용기 속으로 서서히 집어 넣을 때, 두 개의 섬유 흡수체는 완전히 순수 위에 부상하였다. 시간이 경과한 후에도 두 개의 섬유 흡수체는 물을 흡수하지 않았고, 따라서 발수성을 나타낸다는 것을 명확히 하였다.

상기 결과로부터, PP-PE 섬유 흡수체의 경우에도, 만약 폴리알킬렌 옥사이드 체인, 산, 알콜을 갖는 폴리알킬실록산을 포함하는 처리액을 PP-PE 섬유 흡수체에 적용하고 건조시키면 도 24C에 보인 것과 같은 폴리알킬실록산 코팅이 형성되고 따라서 표면 친수화 처리가 효과적으로 수행된다. 그 결과, 본 발명에 따라서 상기와 같이 처리된 PP-PE 섬유 흡수체는 수성 잉크에 대해서도 잉크 흡수체로서 완전히 기능하는 것이 밝혀졌다.

상기 결과를 확인하기 위한 목적으로, 즉 본 발명에 따른 표면 개질에서 폴리알킬렌 옥사이드 체인을 함유하는 폴리알킬실록산이 PP-PE 섬유 표면에 부착하고 고분자 피복을 형성한다는 것을 확인하기 위해, 상기 섬유 표면의 SEM 사진을 사용하여 관찰하였다.

도 25, 26 및 27은 참고 실시예 1의 미처리된 PP-PE 섬유 (섬유 흡수체)의 표면을 나타내는 SEM 사진을 확대한 것이다. 도 28은 비교 실시예 4의 산-처리된 PP-PE 섬유 (산과 알콜로만 처리한 PP-PE 섬유 흡수체)의 표면을 나타내는 SEM 사진을 확대한 것이다.

도 29, 도 30, 도 31은 도 23A 내지 도 23F 및 도 24A 내지 도 24F를 이용하여 설명한 처리된 PP-PE 섬유 (친수 처리된 PP-PE 섬유 흡수체)의 표면을 나타내는 SEM 사진을 확대한 것이다.

우선, 이들 모든 PP-PE 섬유 표면 확대 SEM 사진에 있어서, 섬유 표면상에 유기물의 부착에 기인한 것이라고 판단되는 명확한 구조 변화를 확인하는 것은 불가능하다. 실제로, 도 27의 미처리 PP-PE 섬유 및, 도 31의 친수 처리된 PP-PE 섬유의 2000배 확대사진을 서로 비교하더라도, 이 두 섬유 표면의 SEM 관찰에 있어서 양자의 차이는 인정되지 않는다. 따라서, 친수 처리 PP-PE 섬유에 있어서, (폴리옥시알킬렌)-폴리(디메틸실록산)은 섬유 표면에 균일하게 박막형 (단분자막이라고 생각된다)으로 부착하고 있기 때문에, SEM 관찰에서도 차이가 없기 때문에 형상적으로는 원래의 섬유표면과 구별이 불가능하다고 판단된다.

한편, 도 28의 산과 알콜만으로 처리한 PP-PE 섬유의 SEM 사진을 보면, 섬유의 교점 (융착부)의 절단이 많이 생기고, 섬유 중에 마디 같은 것이 보인다. 이 변화는 가열 건조의 과정에서 용제의 증발에의한 고농도의 산과, 건조 공정자체의 열에 의해 섬유표면의 PE-PP분자 특히 표층 PE 분자의 열화가 유발되고 가속되는 결과를 보이고 있다.

한편, 원리 적용예 1의 친수화 처리액을 사용하는 친수화 처리에 있어서, 산과 알콜만으로 처리한 PP-PE 섬유에서 관측되는 그러한 섬유 결합부의 절단, 섬유에서 마디 같은 부분의 존재는 그안에 동일 농도의 산이 포함되고, 동일한 가열 건조를 실시하는 것임에도 불구하고 인정되지 않는다. 이 사실은 원리 적용예 1의 친수 처리에 의해 섬유 표면의 PE 분자의 열화가 억제되었다는 것을 보이고 있다. 이것은, 산이 작용하여 섬유 표면의 PE 분자의 절단이 생기고 분자 내에 라디칼이 생성한 때에도, 어떠한 물질 및 구조가 그 라디칼을 포착하여 라디칼이 연쇄적으로 PE를 파괴하는 것을 억제하고 있다고 생각된다. 그 라디칼의 포착에도 표면에 부착하는 (폴리옥시알킬렌)-폴리(디메틸실록산)이 관여하고 PE 표면과 화학적인 결합이 생성한 라디칼을 포착하는 형태로 형성된다. 따라서 라디칼 체인에 의한 PE/PP 분자의 파괴를 억제하는 부차적인 현상 및 효과를 부정할 수 없다.

이들을 종합하면, 섬유 표면의 개질은 (폴리옥시알킬렌)-폴리(디메틸실록산)이 섬유표면에 균일한 박막을 형성함에 의해 달성될 수 있다고 판단된다. 그 과정에서, 친수 처리에 이용하는 용액 중에 포함되는 산과 용제에 의한 섬유 표면의 세정 효과도 기대할 수 있고 폴리알킬렌옥사이드 사슬의 물리적인 흡착을 촉진하는 작용도 예측된다. 추가로, 고농도의 산과 열에 의한 PE 분자의 절단에 따르는 PE 분자의 절단부와 폴리알킬렌옥사이드쇄의 화학적 결합의 가능성도 적지 않게 존재하고 있을 것이다.

나아가, 원리 적용예 1에서 도 24C에 개략적으로 도시한 바와 같이, 곡면으로부터 형성되는 섬유표면에 대하여도 고분자의 막이 용이하게 형성될 수 있다는 것을 보이고 있다. 표면의 주위 부분 (단면의 외부 주위 형상이 폐환형인 부분)이, 고분자의 피복으로 환형으로 덮이기 때문에, 이 고분자의 피복은 표면 개질된 부분이 물품으로부터 용이하게 박리하지 않도록 할 수 있다.

이축 섬유 중에는 도 22B에 도시한 바와 같이 핵이 편심형이고, 부분적으로 외벽면에 노출되고 그리하여 핵심부의 노출된 표면과 표층의 표면이 혼재하고 있는 경우가 종종 있다. 이와 같은 경우에 있어서도, 상기한 본 발명에 따른 표면 개질 처리를 행하는 것으로 핵의 노출 부분 및 표층의 표면의 양쪽에 친수성을 부여하는 것이 가능하다. 단지, 친수성 기능을 갖는 계면활성제를 도포하여 건조시킨 경우에는 부분적으로 초기친수성이 얻어지지만, 순수로 가볍게 세탁하면 곧 계면활성제가 물에 용해하여 친수성을 잃는다.

원리 적용예 2, 3

다음에, PP 섬유체에 대하여 상기한 표면 친수화의 원리를 적용한 예를 설명한다. PP 섬유체로서, 2 cm× 2 cm× 3 cm의 직방체 형상으로 성형한 섬유 직경이 2데니어인 섬유 덩어리를 이용하였다.

우선, 하기하는 두가지 조성의 친수 처리액을 조제하였다.

친수 처리액의 조성

성분	조성(wt%)
(폴리옥시알킬렌)-폴리(디메틸실록산)	0.1
황산	0.0125
이소프로필 알콜	99.8875

친수 처리액의 조성

성분	조성(wt%)
(폴리옥시알킬렌)-폴리(디메틸실록산)	0.1
황산	0.0125
이소프로필 알콜	40.0
순수	59.8875

두번째 조성물 (원리 적용예 3)은, 미리 정해진 양의 이소프로필알콜 및 순수한 물을 이 순서대로 가하여, 상기 표의 조성물을 제공한 것이다. 이 조성물에 포함된 황산과 (폴리옥시알킬렌)-폴리(디메틸실록산)은, 4배로 희석된다.

도 23A 내지 도 23F 및 도 24A 내지 도 24F와 관련하여 상기 설명한 PP-PE 섬유 흡수체의 친수화 처리 절차에 준하여, 이소프로필알콜을 주된 용매로 하는 첫번째 조성 (표2)의 용액으로 처리한 PP 섬유체 (원리 적용예 2) 및 물과, 이소프로필알콜의 혼합용매를 사용하는 두번째 조성의 용액으로 처리한 PP 섬유체 (원리 적용예 3)를 얻었다.

참고 실시예 2

미 처리 PP 섬유체를 참고 실시예 2로서 사용하였다.

원리 적용 실시예 l과 같이, 참고 실시예 2의 미처리 PP 섬유체 표면이 발수성이지만, 원리 적용예 2 및 3의 PP 섬유체와 같은 친수성 표면으로 개질하였다. 그 친수성의 정도를 평가하기 위하여 수성잉크(γ= 46 dyn/cm) 7 g을 샬레에 넣고, 그 잉크 표면에 원리 적용예 2의 PP 섬유체, 원리 적용예 3의 PP 섬유체, 및 참고 실시예 2의 미처리된 PP 섬유체를 서서히 놓았다.

그 결과, 참고 실시예 2의 미처리 PP 섬유체는, 상기 잉크 위에 떴지만, 원리 적용예 2 및 3의 PP 섬유체는 섬유체의 저면으로부터 잉크를 빨아 들였다. 그러나, 원리 적용예 2 및 3의 PP 섬유체를 비교하면, 빨아 올려진 잉크량에 명확한 차이를 보인다. 원리 적용예 2의 PP 섬유체는 샬레 안의 잉크를 전부 빨아 올리고 흡수했었지만, 원리 적용예3의 PP 섬유체로는 샬레 안에 잉크의 약 반 정도가 남아있었다.

이것은 상기 두 경우의 PP 섬유체 사이에 그 표면에 피복하는 고분자인 (폴리옥시알킬렌)-폴리(디메틸실록산)의 총량은 실질적으로 차이가 없지만, 각각의 피복에 있어서 고분자의 배향의 정도에 차이가 있기 때문이라고 생각된다.

예를 들면, 원리 적용예 2의 PP 섬유체에 있어서 표면 피복 고분자는 실질적으로 배향되지만, 부분적으로 배향된-혼란스러운 상태에서 섬유 표면에 부착하고 있다. 한편, 원리 적용예3의 PP 섬유체에 있어서, 상기 배향의 혼란은 상당히 감소한다.

(폴리옥시알킬렌)-폴리(디메틸실록산)을 이용한 친수 처리에 있어서, 용매로서 이소프로필알콜 및 물을 사용하여 밀집하고 더 균일하게 배향된 피복을 얻게 된다고 판단된다. 처리액이 표면을 균일하게 세팅하기 위해서 적어도 이소프로필알콜을 20% 정도 포함하는 것이 바람직하지만, 상기한 원리 적용예 3의 이소프로필알콜의 함유율이 40% 보다 적은 경우에는 고분자 피복이 가능하다. 즉, 용매를 증발 건조시키는 과정에서 이소프로필알콜이 보다 빠르게 휘발하여 없어지고, 그 사이 이소프로필알콜의 함유율은 한층 저하된다. 이것을 고려하면, 이소프로필알콜의 함유율이 4O% 보다 적은 경우에도 피복이 가능하다고 생각된다. 공업적 안전성의 견지에서 이소프로필알콜의 양은 4O% 이하가 바람직하다.

본 발명의 대표적인 실시예를 상기 기술하였지만 본 발명은 또한 예를 들어 도 12에 나타낸 것처럼 밸브 부재 (261), 압박 부재 (263), 밸브뚜껑 (262) 등에도 적용 가능한 것이다.

또한, 본 발명의 상기 개질 방법 및 개질된 표면, 물품에 있어서의 상기 기술사상은, 부압발생 부재로서의 섬유 이외의 다른 다공질체에도 전부 적용 가능한 것은 물론이다.

상기 설명에 언급되어 있는 것 처럼, 상기 방법들 (그 밖의 실시 양태)에 의해 균일하게 친수 처리된 부압 발생 부재가 부압 발생 부재 내에 한 번 흡수된 잉크를 추출한 후 잉크를 다시 빨아 올릴 때 반복되는 잉크 흡수 후에 음압 발생 부재에 유지되는 잉크의 양은 거의 전과 동일하고, 즉, 추출된 잉크의 양 및 흡수 반복 횟수에 무관하게 초기 음압으로 복귀할 수 있다.

한편, 부압 발생 부재 수납실에 대하여 액체수납실을 착탈가능하게 설치하는 실시 양태로서는 액체수납실을 교환할 때의 부압 발생 부재수납실의 액체의 보유량은, 잉크 도출구와의 연결부인 조인트 파이프 근방에까지 액체가 보유되어 있는 경우, 잉크 공급구 근방의 액체까지 소비되어 있는 경우 혹은, 소비( 공급)할 수 있는 잉크가 없는 경우에 따라서 변한다. 본 발명에 따르는 상기 방법들 (그 밖의 실시 양태)에 따라 부압 발생 부재 수납실 내의 부압 발생 부재에 대하여 친수 처리하는 것으로,

액체 수납실의 교환 후에, 부압 발생 부재 수납실의 잉크 공급구부에서의 부압을, 교환 횟수나 교환 전의 부압 발생 부재수납실내의 액체의 잔량에 관계 없이, 초기수준 (부압 및 량)에 항상 복귀시킬 수 있다. 본 발명의 부분 친수화를 고려하는 경우, 만약 교환 전의 부압 발생 부재의 처리 부에 가까이 액체가 남아 있으면 (예를 들면 조인트 파이프 근방의 액체만이 소비되는 경우), 부압 발생 부재 전체를 전술의 방법으로 친수화하지 않더라도, 액체가 보충되는 부분에서 액체가 소비되는 부분에 걸쳐 전술의 친수화 처리가 행하여지는 것으로 충분하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 기록액체 공급 장치에 사용되는 기록액체가 직접 통과하는 일부의 표면 부분, 또는 기록액체를 공급하기 위해서 필요한 구조체의 일부의 표면 부분을 친수화하기 때문에, 기록액체를 안정적으로 효율적으로 공급할 수 있는 기록액체 공급 장치를 제공할 수 있다.

보다 구체적으로는, 기록액체를 기록액체 수납 용기로부터 액체토출 헤드로 유도하는 공급관의 내면을 친수화함으로써 공급관 내에 공기가 침입하여 기포를 형성하고, 이 기포가 체류하여 기록액체의 흐름을 방해하는 것을 막을 수 있고 따라서 기록 액체 수납 용기로부터 잉크 제트 헤드로 기록액체를 부드럽게 유도할 수 있다. 또한, 이와 같이 함으로써, 흡인 또는 가압과 같은 회복 수단에 의해서 공급관의 연통을 용이하게 회복할 수 있다. 본 발명의 친수 처리에 의해 내부 직경 변화가 거의 없는 공급관의 내면에 분자 수준의 박막 고분자를 사용하여 친수 처리된 표면을 형성할 수 있다.

기록액체 수납 용기의 기록액체의 공급구에 필터를 배치하는 경우에, 필터의 표면을 친액화함으로써 필터 및 배관에 의한 압력손실을 줄이고 효율적으로 공급구에 기록액체를 공급하는 것이 가능하다.

본 발명에 의해 친액화한 튜브, 관 및 필터 등의 구조 부재는 액체 공급 통로내의 친수성, 공기투과성 및 용출 방지 효과를 나타낸다.

또한, 흡수체가 삽입된 흡수체 수납실과 기록액체가 직접 저장된 액체 저장실을 갖는 기록액체 수납용기에 있어서 흡수체 수납실의 연통 부분이 액체 저장실과 접속된 면의, 흡수체 수납실의 흡수체와의 접촉면을 친액화함으로써, 더욱 기액 교환을 안정시키고 더욱 안정적으로 액체를 공급할 수가 있다. 액체 저장실과 흡수체 수납실이 비교적 긴 조인트 파이프를 통해 접속되어 있는 경우에는, 조인트 파이프의 내면을 친액화함으로써 액체 저장실의 액체를 조인트 파이프 부분에 유도하고 효율적으로 액체를 흡수체 수납실에 공급할 수 있다. 이에 덧붙여서, 본 발명의 친액화 방법에 따르면 부압 발생 부재의 적어도 일부분에 친액 처리를 할 수 있고 이에 의해 부압 발생 부재의 액체의 흡수성을 개선하여 부압 발생 부재 내에서의 액체의 흐름 저항을 감소시켜 효율적으로 액체를 공급 가능하도록 할 수 있다

본 발명에 따르면, 액체를 공급하기 위해 공급되는 기록액체가 직접 통과하는 통로 부분으로서나 액체를 공급하기 위해서 필요한 구조체로서의 공급통로에 대한 액체의 습윤성이 향상되고, 기포가 이 액체 공급 통로에 부착하기 어렵게 되어 장기간 방치하더라도 기포가 성장하기 어렵다. 따라서 공급 통로 내에서의 기포의 부착이나 기포의 체류가 억제되고 액체의 공급성의 열화가 발생하기 어렵다.

또한, 칸막이 벽을 갖는 액체 수납 용기의 흡수체 수납실측의 칸막이 벽에 친액화처리를 하는 것에 의해 벽면과 흡수체와의 사이의 우발적인 공기 통로가 형성되는 것을 방지할 수 있고, 소정의 루트를 따라 기체의 도입을 실행할 수 있기 때문에 기액교환 작업이 안정화되고,액체 공급의 신뢰성이 향상된다.

Claims (33)

1. 기록액체를 토출하여 기록을 행하는 잉크제트 헤드에 상기 기록액체를 공급하기 위한, 공급되는 기록액체가 직접 통과하는 부분으로서나 상기 기록액체를 공급하기 위해서 필요한 구조체로서의 관형 기록액체 공급 통로에 있어서,

   상기 기록액체 공급 통로의 내면에 이를 친수화하기 위한 친액성 기를 갖는 제1 부분과 상기 친액성 기의 계면 에너지와는 다르고 상기 표면의 표면 에너지와 대략 동등한 계면 에너지의 기를 갖는 제2 부분을 구비하는 고분자가 부여되고, 상기 제2 부분은 상기 표면을 향해서 배향되어 있어서 상기 제1 부분의 배향 방향과는 다른 방향으로 배향되어 있는 것을 특징으로 하는 기록액체 공급 통로.
2. 제1항에 있어서, 상기 기록액체 공급 통로의 내면이 올레핀계 수지로 구성되고, 상기 고분자 화합물이 친수성기를 구비한 폴리알킬실록산인 기록액체 공급 통로.
3. 잉크제트 헤드에 공급되는 기록액체를 모세관력으로 일시적으로 보유하는 흡수체를 구비한 제1 용기, 상기 제1 용기에 공급되는 기록액체를 보유하는 제2 용기, 및 상기 제2 용기와 상기 제1 용기를 연통시키는 관형 기록액체 공급 통로를 구비하는 기록액체 공급 장치에 있어서,

   상기 흡수체는, 올레핀계 수지를 적어도 표면에 갖는 섬유로 이루어지는 섬유체이고, 상기 기록액체 공급 통로 내면이 올레핀계 수지를 갖고 있고, 상기 섬유체 표면 및 상기 기록 액체 공급 통로 내면 각각의 적어도 일부에 친액화하기 위한 친액성 기를 갖는 제1 부분과 상기 친액성 기의 계면 에너지와는 다르고 상기 표면의 표면 에너지와 대략 동등한 계면 에너지의 기를 갖는 제2 부분을 구비하는 고분자가 부여되고, 상기 제2 부분은 상기 표면을 향해 배향되어 있고, 상기 제1 부분은 상기 표면과는 다른 방향으로 배향되어 있는 것을 특징으로 하는 기록액체 공급 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 섬유체에 부여되는 고분자는 친수성 기를 구비한 폴리알킬실록산인 액체 공급 장치.
5. 기록액체를 잉크제트 헤드에 공급하는 공급구 부분에 필터가 배치되어 있는 기록액체 수납용기에 있어서,

   상기 필터의 표면에 이를 친수화하기 위한 친액성 기를 갖는 제1 부분과 상기 친액성 기의 계면에너지와는 다르고 상기 표면의 표면 에너지와 대략 동등한 계면 에너지의 기를 갖는 제2 부분을 구비하는 고분자가 부여되고, 상기 제2 부분은 상기 표면을 향해 배향되어 있어 상기 제1 부분의 배향 방향과는 다른 방향으로 배향되어 있는 것을 특징으로 하는 기록액체 수납용기.
6. 모세관력을 이용하여 액체를 보유하는 흡수체를 함유하고 대기 연통구 및 액체 공급구를 구비하는 흡수체 수납실과 상기 흡수체 수납실과 연통부를 통해 연통하며 상기 연통부를 제외하고는 실질적으로 밀폐공간을 형성하는 액체저장실을 구비하는 기록액체 수납용기에 있어서,

   상기 흡수체 수납실을 구성하는 하우징의 적어도 상기 연통부 근방의 상기 흡수체와의 접촉면이 친액화되어 있는 것을 특징으로 하는 기록액체 수납용기.
7. 모세관력을 이용하여 액체를 보유하는 흡수체를 함유하고 대기 연통구 및 액체 공급구, 및 상기 흡수체에 기록액체를 도입하기 위한 조인트 파이프를 구비한 기록액체 수납용기에 있어서,

   상기 조인트 파이프의 내면이 친액화되어 있는 것을 특징으로 하는 기록액체 수납용기.
8. 제7항에 있어서, 상기 조인트 파이프는 적어도 하측의 내면이 친액화되어 있는 기록액체 수납용기.
9. 제7항 또는 제8항의 기록액체 수납용기의 조인트 파이프로부터 탈착 가능하게 형상화되어 상기 조인트 파이프를 통해 실질적으로 밀폐 공간 내로 액체를 공급할 수 있는 액체 보충용기에 있어서,

   상기 조인트 파이프와 연결하기 위한 접속부를 지니고, 상기 접속부의 액체 접촉 부분이 발액화되어 있는 액체 보충용기.
10. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 흡수체가 섬유체로 이루어지고, 상기 섬유체의 상기 공급구에 대응하는 부분 및 그 주변부 모두가 적어도 부분적으로 친액화되어 있는 기록액체 수납용기.
11. 제10항에 있어서, 상기 섬유체는 상기 대기 연통구측에서부터 상기 공급구측에 이르는 섬유체를 지니고 부분적으로 친액화되어 있는 기록액체 수납용기.
12. 제10항에 있어서, 상기 흡수체는 상기 대기 연통구측의 제1 섬유체와 상기 공급구측의 제2 섬유체를 지니고, 상기 부분적으로 친액화된 섬유체 부분은 상기 제2 섬유체 전체에 해당하는 기록액체 수납용기.
13. 제12항에 있어서, 상기 제2 섬유체는 상기 제1 및 제2 섬유체를 포함하는 전체 섬유체에 대한 부분적 친액화 처리되어 제2 섬유체 전체가 친액화되어 있는 것인 기록액체 수납용기.
14. 제6항에 있어서, 상기 친액화되는 표면에 고분자 화합물이 부여되어 있고, 상기 고분자 화합물은 상기 표면을 친액화하기 위한 친액성 기를 갖는 제1 부분과 상기 친액성 기의 계면 에너지와는 다르고 상기 표면의 표면 에너지와 대략 동등한 계면 에너지의 기를 갖는 제2의 부분을 구비하고,

    상기 제2 부분은 상기 표면을 향해 배향되어 있고, 상기 제1 부분은 상기 표면과는 다른 방향으로 배향되어 있는 것을 특징으로 하는 기록액체 수납용기.
15. 기록액체를 토출하여 피기록 매체에 부착시키는 것에 의해 기록을 행하는 잉크제트 헤드에 상기 기록액체를 공급하는 기록액체 공급 장치에 있어서,

    상기 기록액체가 직접 통과하는 통로 부분 및 상기 기록액체를 부압을 발생시키면서 공급하는 부압 발생 부재의 일부 표면에 상기 표면을 친액화하기 위한 친액성 기를 갖는 제1 부분과 상기 친액성 기의 계면 에너지와는 다르고 상기 표면의 표면 에너지와 대략 동등한 계면 에너지의 기를 갖는 제2 부분을 구비하는 고분자가 부여되고, 상기 제2 부분은 상기 표면을 향해서 배향되어 있고, 상기 제1 부분은 다른 방향으로 배향되어 있는 것을 특징으로 하는 기록액체 공급 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 표면이 각각 올레핀계 수지로 구성되어 있고, 상기 고분자가 친수성기를 구비한 폴리알킬실록산인 기록액체 공급 장치.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 표면이, 공급되는 기록액체가 직접 통과하는 부분으로서나 상기 기록액체를 공급하기 위해서 필요한 구조체로서의 관형 기록액체 공급통로의 내면과 또한 상기 기록액체를 일시적으로 모세관력으로 보유하며 섬유체로 구성되어 있는 흡수체의 상기 섬유의 표면을 포함하는 기록액체 공급 장치.
18. 제15항에 있어서, 상기 기록액체가 직접 통과하는 부분 또는 상기 기록액체를 공급하기 위해서 필요한 구조체의 상기 친액화가 실시된 부분 표면과는 다른 부분 표면에 상기 다른 부분 표면을 발액화하기 위한 발액성 기를 갖는 제1 부분과 발액성 기의 계면 에너지와는 다르고 상기 다른 부분 표면의 표면 에너지와 대략 동등한 계면 에너지의 기를 갖는 제2 부분을 구비하는 고분자가 부여되고, 상기 제2 부분은 상기 다른 부분 표면을 향해서 배향되어 있어 상기 제1 부분과는 다른 방향으로 배향되어 있는 것을 특징으로 하는 기록액체 공급 장치.
19. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 기록액체 공급 통로를 포함하는 기록액체 공급 장치.
20. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항의 기록액체 수납용기를 포함하는 기록액체 공급 장치.
21. 액체토출 헤드에 기록액체를 공급하는 기록액체 공급 장치의 기록액체가 직접통과하는 통로 부분 또는 상기 기록액체를 공급하기 위해서 필요한 필터의 일부를 구성하는 부분 표면에 친액화를 위한 기능성 기를 제공하는 것으로 상기 부분 표면의 친액화를 행하는 표면 개질 방법으로서,

    상기 기능성 기를 갖는 제 l 부분과 상기 기능성 기의 계면 에너지와는 다르고 상기 부분 표면의 표면 에너지와 대략 동등한 계면 에너지의 기를 갖는 제2 부분을 구비한 기능성 기 부여용 고분자를 개열시켜 얻어진, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분을 갖는 세분화물을 포함하는 액체를 상기 부분 표면에 부여하는 제1 공정;

    상기 세분화물의 제2 부분을 상기 부분 표면쪽으로 배향시키고 상기 제1 부분을 상기 부분 표면과는 다른 쪽으로 배향시키는 제2 공정; 및

    상기 부분 표면상에 배향된 세분화물을 적어도 부분적으로 축합시켜 고분자화하는 제3 공정

    을 포함하는 표면 개질 방법.
22. 잉크제트 헤드에 기록액체를 공급하는 기록액체 공급 장치의 상기 기록액체가 직접 통과하는 통로 부분 또는 상기 기록액체를 공급하기 위해서 필요한 필터의 일부를 구성하는, 친액화를 실시하는 표면과는 다른 부분 표면에 발액화를 위한 기능성 기를 제공하는 것으로 상기 부분 표면의 발액화를 행하는 표면 개질 방법으로서,

    상기 기능성 기를 갖는 제1 부분과 상기 기능성 기의 계면 에너지와는 다르고 상기 부분 표면의 표면 에너지와 대략 동등한 계면 에너지의 기를 갖는 제2 부분을 구비한 기능성 기 부여용 고분자를 개열시켜 얻어진, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분을 갖는 세분화물을 포함하는 액체를 상기 부분 표면에 부여하는 제1 공정;

    상기 세분화물의 제2의 부분을 상기 부분 표면쪽으로 배향시키고 상기 제1 부분을 상기 부분 표면과는 다른 쪽으로 배향시키는 제2 공정; 및

    상기 부분 표면상에 배향된 세분화물을 적어도 부분적으로 축합시켜 고분자화하는 제3 공정

    를 포함하는 표면 개질 방법.
23. 잉크제트 헤드에 기록액체를 공급하는 기록액체 공급 장치의 기록액체가 직접 통과하는 통로 부분 또는 상기 기록액체를 공급하기 위해서 필요한 필터의 일부를 구성하는 부분 표면의 친액화를 행하는 표면 개질 방법으로서,

    묽은 산, 휘발성 및 물품 표면에 대한 친화성을 개선시키기 위한 친화성 향상제, 및 상기 표면의 표면 에너지와 대략 동등한 계면 에너지의 기를 갖는 제2 부분과 상기 제2 부분의 기의 계면 에너지와는 다른 계면 에너지의 기를 갖는 제1 부분을 구비한 고분자를 함유한 처리제가 용해되어 있는 액체를 상기 부분 표면에 부여하는 제1 공정;

    상기 친화성 향상제를 제거하기 위해 상기 표면에 열을 가하는 제2 공정;

    상기 묽은 산을 농축시켜 상기 처리제 중의 고분자를 개열시키는 제3 공정; 및

    상기 개열된 고분자를 상기 표면상에서 축합시킴과 동시에 상기 고분자의 제2 부분을 상기 표면을 향해 배향시키고, 상기 제1 부분을 상기 표면과는 다른 쪽으로 배향시키는 제4 공정

    을 포함하는 표면 개질 방법.
24. 올레핀계 수지가 적어도 표면에 존재하는 친액화된 표면을 갖는, 기록액체를 토출하여 기록을 행하는 잉크제트 헤드에 상기 기록액체를 공급하기 위한, 상기 기록액체가 직접 통과하는 통로 부분으로서나 상기 기록액체를 공급하기 위해서 필요한 구조체로서의 관형의 기록액체 공급 통로의 제조 방법으로서,

    친수성 기를 갖는 폴리알킬실록산, 산, 및 알콜을 포함하는 처리액을 상기 표면에 적용시키는 공정; 및

    상기 표면에 적용된 처리액을 실온보다 높고 올레핀계 수지의 융점보다 낮은 온도로 가열하여 건조시키는 공정

    를 포함하는 기록액체 공급 통로의 제조 방법.
25. 기록액체를 토출하여 기록을 행하는 잉크제트 헤드에 상기 기록액체를 공급하기 위한, 상기 기록액체가 직접 통과하는 통로 부분으로서나 상기 기록액체를 공급하기 위해서 필요한 구조체로서의 관형의 기록액체 공급 통로가 갖는 소수성 표면을 친수성으로 개질하기 위한 표면 개질 방법으로서,

    친수성 기와 소수성 기를 구비한 고분자 화합물의 개열에 의해서 생기는 상기 친수성 기와 상기 소수성 기를 갖는 세분화물을, 상기 소수성 기가 상기 소수성 기 표면쪽을 향하고 상기 친수성 기가 상기 소수성 기와는 다른 방향을 향하도록 배향시켜 상기 세분화물을 상기 소수성 표면에 부착시키는 공정

    을 포함하는 표면 개질 방법.
26. 기록액체를 토출하여 기록을 행하는 잉크제트 헤드에 상기 기록액체를 공급하기 위한, 상기 기록액체가 직접 통과하는 통로 부분으로서나 상기 기록액체를 공급하기 위해서 필요한 구조체로서의 관형 기록액체 공급 통로의 부분 표면을 개질하는 표면 개질 방법으로서,

    상기 기록액체 공급 통로의 부분 표면의 표면 에너지와 유사한 계면 에너지를 갖는 기의 친화력을 기초로 배향된 고분자의 세분화물을 상기 부분 표면에 축합시켜 표면을 개질하는 표면 개질 방법.
27. 기록액체를 토출하여 기록을 행하는 잉크제트 헤드에 상기 기록액체를 공급하기 위한, 상기 기록액체가 직접 통과하는 통로 부분으로서나 상기 기록액체를 공급하기 위해서 필요한 구조체로서의 관형 기록액체 공급 통로의 적어도 부분 표면을 액상 고분자를 이용하여 개질하는 방법으로서,

    개열 및 축합 가능하고 기능성 기를 갖는 제1기와 상기 기록액체 공급 통로의 부분 표면의 표면 에너지와 대략 동등한 계면 에너지의 제2기를 구비한 고분자의 세분화물을 상기 부분 표면에 축합시켜 고분자화하는 축합 공정을 포함하는 표면 개질 방법.
28. 소수성 표면을 개질시켜 얻은 친수성 표면을 갖고, 기록액체를 토출하여 기록을 행하는 잉크제트 헤드에 상기 기록액체를 공급하기 위한, 상기 기록액체가 직접 통과하는 통로 부분으로서나 상기 기록액체를 공급하기 위해서 필요한 구조체로서의 관형 기록액체 공급 통로로서,

    친수성 기와 소수성 기를 구비한 고분자 화합물의 개열에 의해서 생긴 상기친수성 기와 상기 소수성 기를 갖는 세분화물이 상기 소수성 기가 상기 소수성 표면쪽을 향하고 상기 친수성 기가 상기 소수성 기와는 다른 방향을 향하도록 배향되어 상기 소수성 표면에 부착되어 있는 기록액체 공급 통로.
29. 기록액체를 토출하여 기록을 행하는 잉크제트 헤드에 상기 기록액체를 공급하기 위한, 상기 기록액체가 직접 통과하는 통로 부분으로서나 상기 기록액체를 공급하기 위해서 필요한 구조체로서의 관형 기록액체 공급 통로로서,

    비교적 장쇄인 친액성 기와 비교적 단쇄인 소액성 기를 실질적으로 교대로 함유한 고분자가 접액 표면에 부여되어 공급되는 기록액체를 보유하기에 적합한 접액 표면 구조를 갖는 기록액체 공급 통로.
30. 올레핀계 수지를 적어도 표면에 지니고, 상기 표면이 친액화된 개질 표면을 갖는, 기록액체를 토출하여 기록을 행하는 잉크제트 헤드에 상기 기록액체를 공급하기 위한, 상기 기록액체가 직접 통과하는 통로 부분으로서나 상기 기록액체를 공급하기 위해서 필요한 구조체로서의 관형 기록액체 공급 통로로서,

    친수성 기와 적어도 상기 올레핀계 수지를 구성 성분으로서 포함하는 상기표면의 표면 에너지와 대략 동등한 계면 에너지의 기를 갖는 고분자, 상기 고분자의 개열 촉매로서의 묽은 산, 및 알콜을 포함하는 처리액을 상기 표면에 적용시킨 후, 상기 표면에 부착되어 있는 처리액을 증발시키고, 상기 표면상에서 상기 묽은 산을 농축시켜 상기 고분자를 개열하고, 그 결과 생성되는 세분화물을 축합시킴으로써, 상기 표면상에 비교적 장쇄인 친수성 기와 비교적 단쇄인 소수성 기를 실질적으로 교대로 갖는 접액표면 구조를 갖는 기록액체 공급 통로.
31. 모세관력을 이용하여 액체를 보유하는 흡수체를 함유하고 대기 연통구를 상측에, 액체 공급구를 하측에 구비하고, 상기 흡수체에 기록액체를 도입하기 위한 조인트 파이프를 측방에 구비한, 적어도 상기 조인트 파이프의 내면 전역과 상기 조인트 파이프 상단의 상측보다 아래에 위치한 내면 전역에 올레핀계 수지를 지니고, 상기 표면이 친액화된 개질 표면을 갖는 기록액체 수납용기의 제조 방법으로서,

    친수성기를 갖는 폴리알킬실록산, 산, 및 알콜을 포함하는 처리액을 담은 액체 수용기에 상기 조인트 파이프 상단의 상측이 처리액에 잠길 때까지 기록액체 수납용기를 하부부터 침지하여 상기 처리액이 부착된 상기 표면을 형성하는 공정; 및

    상기 표면에 부착되어 있는 처리액을 실온보다 높고 올레핀계 수지의 융점보다 낮은 온도로 가열하여 건조시키는 공정

    를 포함하는 기록액체 수납용기의 제조 방법.
32. 모세관력을 이용하여 액체를 보유하는 흡수체를 함유하고 대기 연통구를 상측에, 액체 공급구를 하측에 구비하고, 상기 흡수체에 대하여 기록액체를 도입하기 위한 조인트 파이프를 측방에 구비한, 적어도 상기조인트 파이프의 내면 전역과 상기 조인트 파이프가 접속된 벽의 내면 전역에 올레핀계의 수지를 지니고, 상기 표면이 친액화된 개질 표면을 갖는 기록액체 수납용기의 제조 방법으로서,

    친수성 기를 갖는 폴리알킬실록산, 산, 및 알콜을 포함한 처리액을 담은 액체 수용기에 측방에 형성된 상기 조인트 파이프와 상기 조인트 파이프가 접속된 벽의 내면이 처리액에 잠길 때까지 기록액체 수납용기를 침지하여 상기 처리액이 부착된 상기표면을 형성하는 공정; 및

    상기 표면에 부착되어 있는 처리액을 실온보다 높고 올레핀계 수지의 융점보다 낮은 온도로 가열하여 건조시키는 공정

    를 포함하는 기록액체 수납용기의 제조 방법.
33. 모세관력을 이용하여 액체를 보유하는 흡수체를 함유하고 대기 연통구를 상측에, 액체 공급구를 하측에 구비하고, 상기 흡수체에 기록액체를 도입하기 위한 조인트 파이프를 측방에 구비한, 적어도 상기 조인트 파이프의 내면 전역, 상기 조인트 파이프가 접속된 벽의 상기 조인트 파이프 상측의 내면, 및 상기 벽의 상기 조인트 파이프 하측의 내면에 올레핀계 수지를 지니고, 상기 표면이 친액화된 개질 표면을 갖는 기록액체 수납용기의 제조 방법으로서,

    적어도 상기 조인트 파이프 상단의 상측보다 아래에 위치한, 상기 조인트 파이프가 접속된 벽의 내면 이외의 내면에 마스킹하는 공정;

    친수성 기를 갖는 폴리알킬실록산, 산, 및 알콜을 포함하는 처리액을 담은 액체 수용기에 상기 조인트 파이프 상단의 상측이 처리액에 잠길 때까지 기록액체 수납용기를 하부부터 침지하여 상기 처리액이 부착된 상기 표면을 형성하는 공정; 및

    상기 표면에 부착되어 있는 처리액을 실온보다 높고 올레핀계 수지의 융점보다 낮은 온도로 가열하여 건조시키는 공정

    을 포함하는 기록액체 수납용기의 제조 방법.