KR20020047061A - 흡수체 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 잉크 제트 기록액 용기가 잉크 제트 기록 헤드에 공급될 기록액을 저장하도록 배열된다. 기록액 용기는 용기 본체와 용기 본체의 내부에 수용된 기록액 보유 흡수체를 포함하며, 흡수체는 250% 이하의 연신율(일본 공업 규격 JIS-L1015)을 갖는 섬유로 구성된다. 소정 범위 내로 한정된 열처리에 의해 제조된 섬유 흡수체의 연신율로 열처리 전후의 치수 변화를 억제할 수 있고 섬유 흡수체의 표층과 중심부 상에서 각각 높은 밀도와 낮은 밀도 사이의 차를 적게할 수 있어서, 아주 균일한 흡수체를 제공한다.

Description

흡수체{ABSORBER}

본 발명은 잉크를 토출해서 기록을 하는 잉크 제트 기록 장치의 잉크 저장 수단으로서 사용되는 흡수체와, 이런 흡수체를 사용한 잉크 제트 기록액 용기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 연신율이 소정 범위에 있는 섬유재를 사용하는 흡수체에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이런 흡수체를 사용하는 잉크 제트 액체 용기에 관한 것이다.

종래에는, 잉크 제트 기록 헤드에 대한 잉크 공급성을 보다 양호하게 하기 위한 관점에서, 잉크 제트 기록에 사용되는 잉크 탱크의 구조를 잉크 탱크에 저장된 잉크 상에 가해지는 압력을 조절할 수 있도록 배열하는 것이 일반적이다. 이렇게 가해진 압력은 토출부의 압력을 대기압에 대해 부압으로 하기 위한 것이기 때문에 "부압"으로 지칭된다.

부압을 발생시키는 가장 용이한 방법중 하나로서, 잉크 흡수체를 잉크 탱크 내에 배열해서 흡수체에 의해 발생된 모세관력을 사용하는 방법이 있다. 특히, 잉크 보유 성능이 우수한 단일 공공율을 지닌 다공질 구조를 형성하기 쉽다는 점에서 우레탄 스폰지 등의 발포재가 잉크 흡수체로서 사용되고 있다. 그러나, 우레탄 스폰지와 같은 발포재는, 제조된 그대로의 상태에서 막을 통해 개개로 분리된 각각의 발포 셀을 가지며, 이것은 우레탄 스폰지를 잉크 흡수체로서 사용 가능하도록 제조하기 위해 막을 제거하는 또다른 공정을 필요로 한다. 또한, 발포재 자신의 화학적 안정성 등으로 인해, 사용될 잉크의 종류에 따라 용출물이 발생할 수도 있다는 우려가 있다. 이 경우, 사용될 잉크의 종류에 따라 제한이 가해진다.

상술한 과제를 해결하기 위해, 근년에는 일본 특허 공개 공보 제07-323566호의 명세서에서 개시된 바와 같은 섬유재중 하나인 열융착된 펠트를 갖는 잉크 흡수체를 제조하는 것이 제안된다.

그럼에도 불구하고, 상술한 공보의 명세서에 개시된 바와 같이 열융착된 섬유에 의해 형성된 잉크 흡수체는 열을 인가함으로써 섬유 자체를 열융착시키는 열처리 전후에 흡수체 외형의 치수가 상당히 변화될 수 있다. 즉, 잉크 흡수체 외형의 치수는 열처리후 크게 수축된다. 이렇게 수축된 잉크 흡수체를 잉크 탱크에 삽입해서 사용하면, 잉크 흡수체의 치수는 잉크 탱크의 내부 치수보다 작게 되어 잉크 흡수체가 잉크 탱크 내에서 쉽게 이동할 수 있도록 한다. 그후, 예컨대 잉크 탱크가 충격 등을 받게 되면, 잉크 흡수체는 잉크 탱크 내에서 (이동하도록) 변위되어 잉크 제트 헤드의 잉크 공급구로부터 벗어나게 된다. 결국, 어떤 경우 잉크 제트 헤드의 잉크 공급 성능은 크게 저하된다. 또한, 잉크 흡수체가 적어도 두 종류 이상의 섬유 블럭을 적층해서 형성되면, 어떤 경우 열처리를 한 후 잉크 흡수체의 섬유 블럭 사이에 간극이 형성될 가능성이 있다. 이런 문제외에도, 이렇게 형성된 간극으로 인해 잉크가 섬유 블럭 사이에서 매끄럽게 이동하지 못하게 된다. 따라서, 어떤 경우에는 잔류 잉크의 양이 잉크 흡수체에서 증가하거나 잉크 제트 헤드의 잉크 공급 성능이 크게 저하한다. 또한, 잉크 흡수체에 의해 보유될 수 없는 잉크가 섬유 블럭 사이의 공간에 남게되어, 만약의 환경적 변화(대기압) 또는 충격에 의해 영향을 받을 때 잉크가 잉크 탱크로부터 누출될 우려가 있다.

본 발명은 상술한 문제를 고려하여 설계된 것이다. 본 발명의 목적은 잉크를 안정적으로 보유할 수 있고 잉크 공급을 신뢰성있게 수행할 수 있는 잉크 흡수체로써 사용 가능하며 열수축율이 작고 열융착된 잉크 흡수체와, 이런 잉크 흡수체를 사용하는 잉크 제트 기록액을 저장하는 용기를 제공하는 것이다.

본 발명의 발명자는 상술한 목적을 달성하기 위한 연구와 실험을 수행하였다. 결국, 사용될 섬유의 연신율은 흡수체가 열융착된 후 흡수체의 상태에 영향을 미친다는 것을 확신하게 된다.

본 발명은 이런 점을 기초로 한 것이며, 적어도 일부가 융착된 섬유 블럭을 중첩시킴으로써 섬유 흡수체가 형성된다는 점과, 이런 흡수체를 형성하는 섬유가 250% 이하의 연신율(일본 공업 규격 JIS-L1015)을 갖는다는 점을 특징으로 한다.

이때, 흡수체를 구성하는 섬유의 세도(fineness)가 A로 주어질 때 0.5 D(데니어) ≤ A ≤ 10 D(데니어)의 조건을 만족하는 것이 양호하다. 또한, 흡수체를 구성하는 섬유의 섬유 길이가 L로서 주어질 때, 10 mm ≤ L ≤ 150 mm의 조건이 만족되는 것이 양호하다.

또한, 적어도 두 개 이상의 섬유 블럭을 적층시켜서 흡수체를 제조할 수 있다. 또한, 폴리올레핀 섬유재에 의해 형성된 흡수체가 가장 적절하게 사용될 수 있다.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 잉크 제트 기록액 용기는 잉크 제트 기록 헤드에 공급될 기록액을 저장하도록 배열된다. 기록액 용기는 용기 본체와 용기 본체의 내부에 수용된 기록액을 보유하는 흡수체를 포함하며, 흡수체는 250% 이하의 연신율(일본 공업 규격 JIS-L1015)을 갖는 섬유로 구성된다.

이때, 흡수체를 구성하는 섬유의 세도가 A로 주어질 때 0.5 D(데니어) ≤ A ≤ 10 D(데니어)의 조건을 만족하는 것이 양호하다. 또한, 흡수체를 구성하는 섬유의 섬유 길이가 L로서 주어질 때, 10 mm ≤ L ≤ 150 mm의 조건이 만족되는 것이 양호하다.

또한, 적어도 두 개 이상의 섬유 블럭을 적층시킴으로써 흡수체를 제조할 수 있다. 또한, 폴리올레핀 섬유재에 의해 형성된 흡수체를 가장 적절하게 사용할 수 있다.

열처리에 의해 제조된 섬유 흡수체의 연신율이 소정 범위 내로 한정됨으로써, 열처리 전후의 치수 변화를 억제할 수 있고 섬유 흡수체의 표층과 중심부 상에서 각각 높은 밀도와 낮은 밀도 사이의 차를 적게할 수 있어서, 아주 균일한 흡수체를 제공한다. 또한, 섬유 사이의 간극이 형성되는 것을 방지할 수 있게 되어서, 잉크 공급 및 보유 성능에 있어 보다 안정적일 수 있는 흡수체를 제공한다. 또한, 다수의 섬유 블럭이 적층된 형태의 흡수체의 경우에도, 박리될 수 있는 경계의 존재로 인한 간극이 없는 흡수체를 제공할 수 있다.

상술한 흡수체를 사용해서 우수한 잉크 공급능을 갖는 잉크 제트 기록액 용기를 제조할 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 잉크 탱크 및 잉크 흡수체를 구비한 잉크 제트 카트리지에 대한 분해 사시도.

도2는 본 발명에 따른 섬유 블럭을 제조하기 위한 제조 장치에 대한 개략도.

도3a 및 도3b는 본 발명에 따른 잉크 흡수체의 제조 방법을 도시한 도면.

도4는 잉크 흡수체의 내부에 형성된 간극을 개략적으로 도시한 사시도.

도5a는 섬유 흡수체를 가공한 후 열융착된 펠트로부터 절개된 부분을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도5b는 h 방향으로 섬유의 적층된 층의 밀도 분포를 도시한 도면.

도6은 치수 변화율 및 연신율 사이의 관계를 도시한 그래프도.

도7은 본 발명에 따른 섬유재의 한 예를 도시한 단면도.

도8은 대형 블럭으로부터 소형 블럭이 가공된 상태에 대한 개략도.

도9a, 도9b 및 도9c는 본 발명에 따른 섬유를 사용하여 가공된 섬유재의 한 예에 대한 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 잉크 제트 카트리지

20 : 잉크 탱크

21 : 잉크 제트 헤드

22 : 잉크 탱크 덮개

23 : 잉크 공급관

10, 24, 124 : 잉크 흡수체

25 : 막

35 : 덮개부

41 : 문직기

42 : 웨브

43 : 롤러

44 : 절단기

45 : 섬유 블럭

51 : 주형

52 : 덮개

도2와 도3a 및 도3b와 관련해서 본 발명이 적용 가능한 잉크 흡수체를 제조하는 방법에 대해 설명하기로 한다. 도2는 본 발명의 잉크 흡수체에 사용되는 섬유 블럭을 제조하기 위한 제조 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다. 도3a 및 도3b는 본 발명에 따르는 잉크 탱크용 잉크 흡수체를 형성하는 방법을 개략적으로 도시하는 도면이다.

우선, 연속 섬유 집합체가 탄성의 봉상 또는 판상의 형태로 형성된다. 본 실시예에 따르면, 폴리프로필렌 섬유와 폴리에틸렌 섬유를 7:3의 중량비로 혼합해서 형성된 섬유가 복잡하게 엉킨 섬유를 푸는 도2에 도시된 문직기(card machine)에 의해 (섬유의 방향이 거의 평행하게 배열된) 안정적인 박판 형태의 웨브(42)로 가공된다. 그후, 웨브(42)를 묶어서 가열 롤러(43)를 통과시키고 표층을 가열 접착시킴으로써 연속 섬유재를 형성한다. 본 실시예에 따르면, 상술한 문직기가 사용되기 때문에 연속 섬유재는 물론 짧은 섬유의 집합체이다. 이때, 섬유재를 형성하기 위한 재료로써 열가소성 수지를 사용하는 것이 양호하다.

열가소성 수지로는 상술한 폴리프로필렌과 폴리에틸렌 이외에도, 여러가지중에서 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴, 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌 산화물, 폴리페닐렌 황화물, 폴리에테르 술폰, 폴리에테르 케톤, 폴레에테르 이미드, 폴리아미드 이미드, 폴리술폰, 나일론 및 폴리이미드가 사용될 수 있다. 이들 재료의 혼합물 또는 이들의 변성된 재료를 사용할 수 있다.

특히 잉크 제트 기록에 사용하는 잉크의 저장 안정성에 대해서 보면, 상술한 바와 같이 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 올레핀계 수지를 사용하는 것이 양호하다.

이때, 가열 롤러(43)의 온도는 폴리에틸렌 섬유의 융점보다 높지만 폴리프로필렌 섬유의 융점보다 낮은 임의의 온도로 설정될 수 있다. 그러나, 섬유와 가열 롤러 사이의 접촉 시간이 보다 길게 되면 온도는 낮게 설정되어야 하며, 접촉 시간이 짧다면 온도는 높게 설정되어야 한다. 예컨대, 융점이 132 ℃인 폴리에틸렌 섬유에서, 가열 롤러의 온도를 135 ℃ 내지 155 ℃로 설정하는 것이 양호하다.

그후, 연속 섬유재는 절단기(44)를 사용해서 기준 단위에 맞춰 각각의 섬유 블럭(45)으로 절단된다. 절단 길이는 섬유 블럭을 잉크 흡수체로 형성하는 데 사용될 주형(51)의 어느 한 측면의 길이와 거의 같거나 조금 커야만 한다. 섬유 블럭을 압축할 때에는 블럭의 섬유 방향보다 섬유 방향에 대해 수직한 길이로 블럭을 압축하는 것이 용이하다.

단지 상술한 표층만이 열융착된 섬유 블럭(45)은 거의 동일한 섬유 방향을 갖는 직물(cotton)이 부직포로 권취된 상태이다. 이 표층부는 반송 등의 자동화 제조 공정에서 용이하게 취급할 수 있는 정도의 강도를 가져서, 후술하는 잉크 흡수체의 제조 공정을 보다 용이하게 한다. 그후, 상술한 섬유 블럭을 사용해서 잉크 흡수체가 형성된다. 우선, 도3a에서 도시된 바와 같이, 주형(51)의 한 면과 거의 동일한 길이를 갖는 각각의 섬유 블럭(45)은 가열 성형시의 예상 수축을 포함하는 크기로 형성된 주형(51)에 삽입된다. 이때, 하나 이상의 섬유 블럭(45)은 잉크 탱크의 용량에 따라 사용된다.

상술한 바와 같이, 섬유 블럭(45)은 동일한 섬유 방향을 갖는 섬유 집합체가 부직포로 권취된 상태에 있기 때문에, 섬유 블럭 자체가 주형의 형상으로 용이하게 끼워질 수 있다.

계속해서, 섬유 블럭(45)이 삽입된 후 덮개(52)가 주형(51) 상에 장착된다. 덮개(52)에 의해 섬유 블럭(45)은 소정 압축 상태에 있다.

그후, 섬유 블럭(45)을 주형의 형상으로 가열 성형하기 위해 가열로를 사용해서 가열해서, 도3b에 도시된 바와 같은 잉크 흡수체를 제공한다.

가열로의 온도는 폴리에틸렌 섬유의 융점보다 높지만 폴리프로필렌 섬유의 융점보다 낮은 임의의 온도에서 설정될 수 있다. 예컨대, 융점이 132 ℃인 폴리에틸렌 섬유에서, 온도는 135 ℃ 내지 155 ℃로 설정될 수 있다. 가열 시간은 필요 강도에 따라 조절될 수 있다.

폴리에틸렌 섬유가 열융착되어 접착제로서 기능을 하면, 폴리프로필렌 섬유가 3차원적으로 엉키는 교점이 고정되어 강도를 제공한다. 따라서, 강도가 요구되는 경우에는, 비록 잉크 흡수체의 형상에 따르지만 열이 내부에 완전히 전달될 때까지 비교적 긴 시간동안 열을 가하는 것이 좋다. 유연성이 요구되는 경우에는, 열이 내부로 완전히 전달되지 않도록 비교적 짧은 시간동안 가열하는 것이 좋다.

상술한 바와 같이, 잉크 탱크의 제조 공정은 섬유 블럭이 형성되는 공정과, 섬유 블럭이 가열 성형을 위해 주형에 삽입되는 공정으로 분리된다. 결국, 주형을 변화시킴으로써 잉크 탱크의 다양한 내부 형상에 대응하는 잉크 흡수체의 성형이 보다 용이하게 된다. 즉, 주형(51)은 채택될 잉크 탱크의 내부 형상에 맞도록 마련된다. 그후 흡수체의 내부 형상은 사용될 잉크 탱크의 내부 형상과 거의 일치하도록 제조할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 다수의 섬유 블럭을 적층시킴으로써 형성된 잉크 흡수체는 가열 성형된 후 잉크 흡수체(24)의 내부에 간극이 발생된다. 도4는 도3b의 이점 쇄선 C를 따라 절개된 것으로 도3b에 도시된 잉크 흡수체(24)를 도시한 부분 사시도이다. 도4에서 도시된 바와 같이, 섬유 블럭 사이에 간극(25)이 발생하는 경우가 있다. 섬유 블럭 사이에서의 잉크의 이동은 간극(25)으로 인해 매끄럽지 못하게 되며, 이것은 어떤 경우 잉크 흡수체(24) 내의 잉크 잔량을 크게 증가시키거나 잉크 제트 헤드의 잉크 공급 성능을 크게 떨어뜨릴 수 있다. 또한, 잉크 흡수체(24)에 보유될 양보다 많은 잉크가 간극(25)에 보유될 수 있으며, 환경(대기압) 변화 또는 충격이 가해지는 경우 잉크가 누출될 우려가 있다.

다음으로, 도2에 도시된 장치에 의해 제조된 웨브(42)를 적층시키고 압축 상태에서 가열하여 작성된 열융착된 펠트에 대해서 설명하기로 한다. 도5a는 이렇게 얻어진 열융착 펠트(10)의 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도5b는 열융착 펠트(10)의 섬유 적층 방향(h)으로의 섬유 밀도를 도시한다. 이 때, 열융착된 펠트(10)는 도5a의 상부 및 하부 방향에서 가열된다.

도5a 및 도5b에서 도시된 바와 같이, 열처리를 통해 얻어진 열융착 펠트(10)는 표층부(10a) 상에서의 섬유 밀도와 중심부(10b)에서의 섬유의 밀도가 다르다. 표층부(10a)는 비교적 고밀도 상태이고, 중심부(10b)는 비교적 저밀도 상태이다.

상술한 바와 같이, 섬유의 조밀 상태가 열융착된 펠트(10)에서 형성된다. 이것은 열처리시 주어지는 열이 표층부와 중심부 상에서 다르게 전달되기 때문이다. 즉, 열은 표층부(10a)로 직접 전달되어서 섬유의 접착 성분의 융점에 도달되는 반면, 중심부(10b)에서 열은 펠트의 단열 효과로 인해 표층부에 비해 용이하게 전달되지 않는다.

또한, 표층부(10a) 상의 섬유는 접착 성분의 융착과 함께 구조 섬유의 연화가 진행함에 따라 섬유 자체의 탄성을 낮춘다. 그러나, 중심부의 섬유는 열을 전달하는 데 상술한 바와 같이 보다 긴 시간이 걸린다. 표층부와 비교해서 섬유 자체의 탄성을 낮추는 데 시간이 보다 길게 걸린다. 결국, 섬유는 중심부 상에서 섬유의 탄성력에 의해 결국 표층부로 밀려서, 표층부(10a)와 중심부(10b) 사이의 섬유 밀도차를 발생시킨다.

또한, 본 발명에서 취해진 섬유의 연신율도 섬유 밀도차의 대소를 결정하는데 큰 영향을 준다. 동일한 섬유 밀도를 갖는 흡수체의 경우에도, 섬유의 연신율이 크면 섬유 밀도는 저하되며, 섬유의 밀도가 저하되는 중심부 상에서의 도4에 도시된 바와 같은 간극(25)을 발생시키기에 용이하게 된다. 이것은 연신율이 클수록 가열시 섬유 자체의 수축이 커지기 때문이다. 이때, 폴리프로필렌 섬유와 폴리에틸렌 섬유를 7:3의 중량비로 혼합하여 마련된 섬유 블럭에 있어서, 폴리에틸렌 섬유는 접착재로서 작용하는 기능을 한다. 따라서, 이 경우 섬유의 연신율은 섬유의 구조 재료로써 사용되는 폴리프로필렌 섬유의 연신율과 같다. 이때, 연신율은 일본 공업 규격 JIS-L1015에 의해 규제된 방법으로 측정된다.

여기에서, 흡수체의 치수 변화 및 연신율 사이의 관계가 측정된다. 측정은 섬유의 연신율이 150% 내지 350% 범위 내에서 적절하게 선택된 방식으로 수행되며, 치수 변화는 150% 연신율의 섬유를 기준으로 해서 흡수체 치수 변화율로서 나타낸다. 도6은 결과를 도시하고 있다. 도6에서와 같이, 연신율이 크게 되면 치수 변화율은 크게 된다. 150%에서 250% 사이의 치수 변화를 나타내는 라인의 경사는 250%에서 350% 사이의 치수 변화를 나타내는 라인의 경사와 크게 다르다.

이제, 이 결과를 기초로 해서, 잉크 흡수체가 각각의 연신율을 갖는 섬유를 사용해서 제조된다. 이렇게 제조된 잉크 흡수체를 사용하는 잉크 제트 카트리지가분해 사시도인 도1에서 도시된다.

잉크 제트 카트리지(1)는 잉크를 토출하는 잉크 제트 헤드(21)와, 잉크 제트 헤드 상에 착탈 가능하게 장착될 수 있는 잉크 탱크(20)를 포함한다. 잉크 제트 헤드(21)는 잉크 공급 튜브(23)를 통해 잉크 탱크(20)에 연결되며, 잉크는 잉크 공급 튜브(23)를 거쳐 잉크 제트 헤드(21)로 공급된다. 잉크 탱크(20)는 덮개 부재(35)와 함께 하우징을 구성하는 리세스형 용기(20)의 내부에 잉크 흡수체(10)를 수용하며, 따라서 흡수체의 잉크를 보유한다. 잉크 탱크에는 하우징의 내부가 외부의 공기와 연통하도록 (도시 안된) 대기 연통 유닛이 구비된다.

잉크 탱크의 하우징에 의해 둘러싸인 영역(이하 하우징의 내부 또는 흡수체의 보유부)에 보유된 잉크 흡수체(10)는 폴리프로필렌 섬유와 폴리에틸렌 섬유가 7:3의 중량비로 혼합된 섬유를 잉크 탱크의 내부 형상에 대응하도록 압축하여 제조된 가열 성형된 섬유 블럭에 의해 형성된다. 가열 성형 온도는 폴리에틸렌 섬유의 융점보다 높지만 폴리프로필렌 섬유의 융점보다 낮은 임의의 온도로 설정될 수 있다. 따라서, 가열 성형은 155 ℃의 온도에서 수행된다.

잉크 카트리지를 구성하는 용기에 잉크 흡수체가 삽입되기 전에 섬유 흡수체의 외양을 눈으로 검사해서, 간극 발생 여부를 확인한다. 동시에, 이렇게 제조된 섬유 흡수체를 갖는 용기가 삽입된 잉크 카트리지를 마련해서 내충격성과 삽입 성능을 시험한다. 여기에서, 다음의 표1에 실리지는 않았지만, 표에 실린 샘플중 임의의 것에 대해 용기로 삽입되기 전에는 섬유 흡수체의 외양에 어떠한 간극도 관찰되지 않았다. 내충격성은 제조된 카트리지를 1 m의 높이에서 떨어뜨린 후 잉크 공급 성능을 평가함으로서 판단된다. 그후, 전혀 영향을 받지 않는 것은 O으로 표시되고, 조금 영향을 받은 것은 △로 표시되고, 영향을 받은 것은 ×로 표시된다. 삽입 성능은 잉크 탱크의 조립시 흡수체가 용기로 삽입될 때 발생되는 용기 내면과 흡수체 사이의 간극의 외양에 의해 판단되며, 어떠한 간극도 없이 좋은 상태로 삽입된 것은 O으로, 간극이 조금 발생한 것은 △로, 간극이 명확한 것은 ×로 표시된다. 간극의 발생에 관해서는, 각각의 흡수체가 절결되며 중심부 상에 어떠한 간극(25)이 있는지 여부는 상술한 바와 같이 눈으로 확인한다.

조사 샘플은 각각 150%, 200%, 250%, 270% 및 300%의 연신율에 대해 마련된다. 결과는 표1에 도시된다.

표1

	연신율%	내충격성	삽입 성능	간극의 발생
샘플 1	150	0	0	없음
샘플 2	200	0	0	없음
샘플 3	250	0	0	없음
샘플 4	270	△	△	경미
샘플 5	300	x	x	명백

표1에서 명백한 바와 같이, 샘플 1 내지 샘플 3에서는 제조된 섬유 흡수체 상에 어떠한 간극의 발생도 발견되지 않는다. 또한, 이들 샘플에서는 내충격성 및 삽입 성능에 있어 양호한 결과가 얻어진다. 반면에, 샘플 4에서는 이들 성능중 어느 것도 아주 양호한 것은 아니며 흡수체 상에 간극이 발견된다. 샘플 5에서 섬유 흡수체 상에 간극이 명백하게 관찰된다. 또한, 흡수체의 수축율이 커서, 내충격성 시험에 대해서도 섬유 흡수체가 용기 내에서 이동하기 때문에 잉크 누수가 관찰된다. 또한, 삽입 성능에 대해서도 흡수체와 용기 사이에 간극이 발생한다. 따라서, 잉크 카트리지를 구성하는 흡수체로서 양호한 결과를 얻는 것은 불가능하다.

상술한 실시예 각각에 따라서, 사용될 섬유를 마련하기 위해 폴리프로필렌 섬유와 폴리에틸렌 섬유가 7:3의 중량비로 혼합된다. 그러나, 사용될 수 있는 것들은 반드시 이와 같이 제한되지는 않는다. 상술한 바와 같이, 섬유의 조합 비율과, 그 혼합 비율은 자유 재량으로 조절 가능하다.

그러나, 잉크 제트 프린트용 잉크에 대한 접액성(저장 안정성)에 있어서는, 폴리올레핀 재료로 흡수체를 형성하는 것이 양호하다. 또한, 상품 식별을 위해 임의의 라벨이 마련되면, 동일한 재료로 이런 라벨을 형성하는 것도 양호하다.

본 발명을 설계함에 있어 채택된 섬유 연신율은 섬유의 열처리 온도와, 사용될 재료 특히 구조 재료로서 사용될 섬유재의 융점과 관련된 인자이다. 즉, 섬유의 연화 수축은 열처리 온도에 대해 구조 재료로써 사용된 섬유의 융점이 과도하게 높은 경우 아주 크지 않다. 즉, 본질적인 영향을 미치지 않는다. 반대로, 구조 재료로서의 섬유의 융점이 열처리 온도에 비교적 가까울 경우, 섬유는 보다 많은 수축을 발생시키도록 연화된다. 따라서, 연신율의 영향을 받게 된다.

예컨대, 구조 재료로서 사용될 섬유의 융점이 열처리 온도보다 100 ℃ 이상 높다면, 섬유의 수축에 큰 영향은 없다. 융점이 100 ℃ 이하이면, 영향을 고려해야만 한다.

또한, 섬유가 본 발명의 사용 양태(mode)에 있어서, 물론 다른 종류의 재료와 일체로 형성된 섬유가 사용되는 경우에도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.이런 종류의 섬유로는, 도7에서 도시된 바와 같이 형성된, 예컨대 폴리프로필렌이 심부에서 구조 재료로서 기능을 하고 폴리에틸렌이 그 주변(덮개부)에서 접착제로서 기능을 하는 소위 이중축 섬유재가 있다, 이 구조에 따라서, 체적비가 40:60 내지 60:40 (%) 범위 내에 있는 폴리프로필렌과 폴리에틸렌을 사용할 수 있다.

이중축 섬유의 경우, 단지 연신율이 이중축 섬유의 양태로 있는 상태에서 본 발명에 의해서 한정된 범위 내에 있기만 하다면 충분히 양호하다.

또한, 섬유 블럭이 형성될 때, 폴리프로필렌을 사용하는 단일 섬유가 구조 재료로서 사용되면서, 폴리프로필렌과 폴리에틸렌으로 된 이중축 섬유가 접착재로서 기능을 하도록 섬유의 혼합 구조를 배열할 수 있다. 이 경우, 비록 이중축 섬유 및 단일 섬유 사이의 비율에 따르지만, 단일 폴리프로필렌 섬유의 연신율이 본 발명의 범위 내에 있기만 하다면 충분히 양호하다.

즉, 다수의 섬유가 섬유 블럭을 형성하도록 혼합될 때, 흡수체 자체의 성능을 고려해서 접착재로서 사용되어야만 하는 섬유의 혼합 비율이 너무 높게 허용되지 않기 때문에, 접착재로서 사용될 섬유의 연신율을 특히 고려할 필요는 없다. 물론, 이중축 섬유가 접착재로서 사용되는 양태에서도 상술한 바와 같은 이중축 섬유에 대한 연신율을 특히 고려할 필요는 없다. 그러나, 섬유 블럭의 수축은 보다 엄격히 제어하기 위해서는, 접착재로서 사용되는 경우에도 이중축 섬유의 연신율을 본 발명에서 규제된 범위 내에서 한정하는 것이 양호하다.

또한, 상술한 각각의 실시예에 대해, 6 D(데니어)의 세도와 60 mm의 길이를 갖는 섬유가 사용되며, 섬유 밀도는 약 0.1 g/㎤로 검토된다.

다른 연구에 따르면, 본 발명이 적용 가능한 잉크 흡수체로서 사용된 섬유는 (다른 것들 중에서도 잉크 보유 성능 및 잉크 공급 성능과 같은) 잉크 흡수체의 특성을 고려하면 양호하게는 세도가 0.5 D 내지 10 D이고 길이가 10 mm 내지 150 mm인 것이 명백하였다.

잉크 탱크의 흡수체가 상술한 바와 같은 연신율 범위 내의 재료를 사용하여 제조될 때, 사용될 잉크 탱크의 내부 형상과 사실상 동일한 형상의 열처리용 금속 주형(51)을 채택할 수도 있다.

그러나, 본 발명이 반드시 이런 구조로 제한되지는 않지만, 도8 또는 도9a 내지 도9c에 도시된 바와 같은 대형 블럭 흡수체(124) 성형을 위해 대형의 금속 주형을 사용할 수 있으며, 잉크 탱크의 내부 형상에 맞도록 잉크 흡수체를 다수의 소형 블럭으로 절단해서 이에 따르는 잉크 탱크에 수용된 각 흡수체(24)를 얻는 데 사용될 수도 있다. 여기에서, 도9a는 열처리전 섬유가 금속 주형(51)에 수용된 상태를 도시한 단면도이다. 도9b는 열처리후 흡수체(124)가 금속 주형(51)내에 성형된 상태를 도시한 단면도이다. 도8 및 도9c는 금속 주형(51)으로부터 인출된 블럭 흡수체(124)를 도시한 개략도이다.

즉, 섬유재의 연신율이 소정 범위를 초과하는 경우, 흡수체(124)의 외주연은 도9c에서와 같이 변형되거나, 대형 블럭 흡수체(124)가 성형되는 경우에도 간극 등과 같은 것이 금속 주형의 흡수체 내부에 형성된다. 따라서, 대형 블럭 흡수체가 다수의 소형 흡수체(24)로 절단될 때, 외주연부 상에 있는 것들이 사용될 수 없거나 간극을 갖는 흡수체가 될 수 있어서, 결국 안정적인 흡수체를 얻을 수 없다.

이 점에서, 대형 블럭 흡수체는 6면이 덮힌 금속 주형과 같이 되도록 제조될 수 있다. 그러나, 단지 두 면만 편평 판에 개재되어서 섬유 흡수체가 열처리에 의해 제조될 수 있거나 다른 공지 처리법도 섬유 흡수체의 제조에 적용될 수 있다.

상술한 예의 섬유 블럭 구조에 있어서, 구조 재료로서 단일 재료에 의해 형성된 섬유가 (단일 섬유인지 이중축 섬유인지 여부를 떠나) 접착재로서 역할을 하는 섬유와 혼합되는 양태는 접착 섬유를 다른 섬유와 혼합시키는 단계에서 접착 섬유의 불규칙적 분산 조건을 줄 수 있다. 결국, 섬유 블럭은 국부적으로 다른 접착 조건으로 성형된다. 반대로, 섬유 블럭의 성형에 이중축 섬유가 사용되면, 접착재에 어떤 불규칙적인 조건도 야기되지 않는다. 결국, 섬유 블럭은 전체적으로 균일하게 처리되어서 이런 양태가 보다 양호한 것으로 여겨지도록 한다.

열처리에 의해 제조된 섬유 흡수체의 연신율이 소정 범위 내에서 한정됨으로써, 열처리 전후의 치수 변화를 억제할 수 있고 섬유 흡수체의 표층과 중심부 상에서 각각 고밀도와 저밀도 사이의 차를 적게할 수 있어서, 아주 균일한 흡수체를 제공한다. 또한, 섬유 사이에 간극이 형성하는 것을 방지할 수 있게 되어서, 잉크 공급 및 보유 성능이 보다 안정적일 수 있는 흡수체를 제공한다. 또한, 다수의 섬유 블럭이 적층된 형태의 흡수체의 경우에도, 박리될 수 있는 경계의 존재로 인한 간극이 없는 흡수체를 제공할 수 있다.

상술한 흡수체를 사용해서 우수한 잉크 공급능을 갖는 잉크 제트 기록액 용기를 제공할 수 있다.

Claims (10)

1. 섬유로 형성되고 적어도 일부가 융착된 섬유 블럭으로 구성되고, 액체 저장 용기에 내장되는 흡수체에 있어서,

   상기 흡수체는 250% 이하의 연신율(일본 공업 규격 JIS-L1015)을 갖는 섬유로 구성되는 것을 특징으로 하는 흡수체.
2. 제1항에 있어서, 상기 흡수체를 구성하는 섬유의 세도가 A로 주어질 때, 0.5 D(데니어) ≤ A ≤ 10 D(데니어)의 조건이 만족되는 것을 특징으로 하는 흡수체.
3. 제1항에 있어서, 상기 흡수체를 구성하는 섬유의 섬유 길이가 L로 주어질 때, 10 mm ≤ L ≤ 150 mm의 조건이 만족되는 것을 특징으로 하는 흡수체.
4. 제1항에 있어서, 상기 흡수체는 적어도 두 개 이상의 섬유 블럭을 적층시킴으로써 구성된 것을 특징으로 하는 흡수체.
5. 제1항에 있어서, 상기 흡수체는 폴리올레핀 섬유재로 구성된 것을 특징으로 하는 흡수체.
6. 제4항에 있어서, 상기 흡수체는 소정 형상의 주형에 수용되며, 열을 가해서소정 형상으로 열처리되는 것을 특징으로 하는 흡수체.
7. 제6항에 있어서, 상기 주형은 상기 흡수체를 수용하는 잉크 탱크의 내부 형상과 동일한 형상을 가지며, 상기 흡수체는 사실상 잉크 탱크의 내부 형상을 따라 열처리됨으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 흡수체.
8. 제1항에 있어서, 상기 흡수체는 가열 성형된 후 다수의 소형 블럭으로 절개된 것을 특징으로 하는 흡수체.
9. 제8항에 있어서, 상기 가열 성형은 주형 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 흡수체.
10. 제8항에 있어서, 상기 가열 성형은 가열 환경 하에서 두 개의 편평한 판 사이에서 흡수체를 개재시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 흡수체.