近年来,需要使用具有优异的过滤性能、吸水性和优异的柔软性的多孔体的多孔体带,其用于例如医疗卫生、服装、生活相关材料和工业材料等宽范围的用途。作为多孔体的代表性实例,可以示例无纺布。专利文献1公开了一种无纺布,其中无纺布的端面彼此对接,并且通过加热对接部位而彼此熔接。专利文献2公开了使用超声波熔接机接合主要由热塑性纤维形成的无纺布的端部的方法,其中在通过滚花形成凹凸部之后,将各凸部前端部压平的板状体用作下板,以熔接多个点并将它们接合。
在一些情况下,多孔体带除了例如过滤性能和吸水性等功能之外,还需要具有对于输送和卷取的拉伸强度。在专利文献1中公开的无纺布的接合部中,仅使在一个端面露出的纤维的一部分与在另一个端面露出的面向前述纤维的纤维的一部分熔接,熔接面积小,因此难以说拉伸强度是充分的。另外,根据专利文献2中公开的方法,拉伸时应力倾向于集中在点状态的熔接部分上,因此难以说拉伸强度是充分的。另一方面,在使多孔体带在辊的圆周上行进的情况下,要求多孔体带的连接部的弯曲强度(bending strength)高。
根据本发明的一个方面,提供一种多孔体带,其包括:包含多孔体的被连接体(a body to be connected);和将被连接体的端部彼此接合的连接材料A;以及熔接材料A,该熔接材料A配置在被连接体与连接材料A之间、渗透被连接体的多孔体的空隙部的至少一部分并且将被连接体与连接材料A彼此粘合。
根据本发明的另一方面,提供一种多孔体带的生产方法,所述方法包括:将熔接材料A和连接材料A以该顺序配置在被连接体上的步骤;和在熔接材料A的软化点以上的温度并且在低于构成被连接体中所包含的多孔体的材料的软化点和构成连接材料A的材料的软化点的温度下加热的步骤。
根据本发明的又一方面,提供一种喷墨记录设备,其包括:在墨接收介质上形成包含第一液体和着色材料的第一图像的图像形成单元;包括多孔体的液体吸收构件,该液体吸收构件构造成与第一图像接触以从第一图像吸收第一液体的至少一部分,其中液体吸收构件是上述多孔体带。
根据本发明的多孔体带包括包含多孔体的被连接体。另外,多孔体带包括将被连接体的端部彼此接合的连接材料A(也称为第一连接材料)。此外,多孔体带包括熔接材料A,该熔接材料A配置在被连接体与连接材料A之间、渗透(penetrate)被连接体的多孔体的空隙部的至少一部分并且将被连接体与连接材料A彼此粘合。
如上所述,多孔体带除了例如过滤性能和吸水性等功能之外,还需要具有对于输送和卷取的高拉伸强度。另外,在使多孔体带在辊的圆周上行进的情况下,要求多孔体带的连接部(也称作接合部)的弯曲强度高。图7示出包括连接部840的多孔体带在辊802和803之间行进的情况。在连接部840中,通常使用粘合剂将带的一个端部的前表面(front surface)与另一个端部的后表面(back surface)彼此接合。在端部的前表面和后表面彼此接合的情况下,连接部840的厚度和硬度与多孔体带的除连接部之外的厚度和硬度不同。图8示出连接部840在辊803的圆周上行进的状态。在连接部840变厚或变硬的情况下,连接部840无法跟随辊803的圆周,并且如图8所示,在连接部840的端部产生弯曲部841。由于弯曲部841的直径小于辊直径,因此弯曲强度低。此外,弯曲角度也由辊直径和连接部840的长度支配,连接部840的长度越短越有利,但是如果连接部840的长度短,则拉伸强度降低。即,在拉伸强度和弯曲强度之间存在折衷关系(trade-off relationship),希望两者是兼容的。
在根据本发明的多孔体带中,包含多孔体的被连接体的一个端部与其另一个端部经由熔接材料A和连接材料A彼此接合。此处,由于熔接材料A渗透多孔体的空隙部的至少一部分,因而被连接体和连接材料A彼此更牢固地接合,从而可以获得高的拉伸强度。另外,由于熔接材料A渗透被连接体的端部之间的间隙与多孔体的空隙部的至少一部分,因此可以改进整个多孔体带的弯曲强度同时保持拉伸强度。从在被连接体接合时可以使熔接材料A渗透多孔体的空隙部的至少一部分的观点来看,熔接材料A的软化点优选低于构成多孔体的材料的软化点和构成连接材料A的材料的软化点。
在本发明中,在有熔点的情况下,“软化点”指的是熔点;在没有熔点但有玻璃化转变点的情况下,“软化点”指的是玻璃化转变点。本发明中的软化点是通过差示扫描量热法(DSC:Differential scanning calorimetry)测量的值。
根据本发明的多孔体带的一个实例在图2中示出。如图2中所示的多孔体带包括被连接体1100和配置在被连接体1100上的连接材料A1400。另外,熔接材料A1300配置在被连接体1100和连接材料A1400之间。如图2所示,熔接材料A1300渗透被连接体1100的多孔体的空隙部的至少一部分。结果,熔接材料A1300将被连接体1100与连接材料A1400彼此粘合,并且将被连接体1100的端部彼此接合。
下面将描述多孔体带的各个构成。以下,在一些情况下,将连接材料A和B简称为“连接材料”,将熔接材料A和B简称为“熔接材料”。
被连接体包括多孔体。被连接体的形状没有特别地限制,只要可以形成多孔体带即可,但优选为片状。然后,可以通过将片状被连接体的端部彼此接合来生产多孔体带。优选的是,要接合的端部是被连接体的沿长度方向的端部。多孔体具有空隙部,以获得例如液体和固成分等的良好的收集力、吸收力、充分的捕集容量和吸收容量。多孔体的实例包括例如无纺布、织物和网(筛网)等纤维状构件,以及各种其它的多孔体。其中,从强度、透气性、柔软性和作业性等观点出发,纤维状构件是优选的,无纺布是更优选的。作为构成多孔体的材料,软化点高于后述熔接材料A的软化点的材料是优选的。例如,其实例包括聚烯烃(例如,聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP))、聚氨酯、尼龙、聚酰胺、聚酯(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))、聚砜(PSF)、聚苯硫醚(PPS)、和氟树脂。作为氟树脂中包含的氟系聚合物,具体地,可以示例聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、全氟烷氧基氟树脂(PFA:全氟烷氧基烷烃(四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚树脂)))、四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)、乙烯·四氟乙烯共聚物(ETFE)和乙烯/三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)。这些可以单独使用,也可以以组合使用其两种以上。另外,尽管在被连接体接合的端部处被连接体至少具有多孔体是足以满足的,但是被连接体本身可以是多孔体。在如下所述多孔体形成为多个层的情况下,在每个层中可以使用这些材料中的一种,也可以以组合使用其两种以上。当使用例如无纺布等纤维状构件时,可以使用由单一材料纤维制成的纤维状构件或混合有由不同材料制成的两种以上的纤维的纤维状构件。
在根据本发明的多孔体带用作高精度地清除附着在待清洁表面上的液体或固体物质的构件,或者用作吸收墨接收介质上形成的图像中包含的液体组分的构件的情况下,优选的是,被连接体由多个层形成。被连接体中的总层数没有特别地限制,例如,可以在2至5层的范围内适当地选择。使各层在层之间接合,并且保持整体的强度。被连接体可以具有层叠结构,该层叠结构包括例如第一层和第二层。第一层和第二层中的各自可以由单层或多层形成。此外,第二层上可以包括另外的层。此外,尽管可以在各层之间设置不同的层,但优选的是,至少第一层和第二层是相邻的层。在被连接体由多个层形成的情况下,“构成多孔体的材料的软化点”表示构成与熔接材料A接触的层的材料的软化点。
多孔体的多孔性可以通过其透气性来评价。透气性可以通过JIS P 8117中定义的Gurley试验机测量的Gurley值来定义。根据本发明的整个被连接体的Gurley值优选为10秒以下。注意,Gurley值越低,意味着透气性越高。Gurley值的下限值没有特别地限制,可以设定为约0.3秒。在下文中,将描述根据本发明的被连接体由第一层和第二层形成的情况。
作为构成第一层的多孔体及其材料,可以使用上述多孔体及其材料。在本发明中,被连接体的厚度没有特别地限制,优选为50μm至500μm,更优选为150μm至350μm。多孔体的第一层的厚度优选为100μm以下。第一层的厚度的下限没有特别地限制,可以根据多孔体带的用途适当地设定,例如可以设定为1μm以上。层的厚度可以通过用直线型千分尺(商品名,OMV-25,由Mitutoyo Corporation制造)测量任选10个点的层厚度并且计算其平均值来获得。
多孔体的第二层可以通过与第一层共同形成层叠结构来形成,以获得例如液体和固成分等的良好的收集力、吸收力、充分的捕集容量和吸收容量。因此,优选的是,第二层具有比第一层更大的透气性(平均孔径),第一层中收集的物质包含在第二层中,能够提供更高的捕集容量。即,第二层优选具有比第一层低的Gurley值。此外,第二层优选是具有透气性和作为多孔体带的支承体的功能的层。作为构成第二层的多孔体及其材料,可以使用上述多孔体及其材料。另外,第二层可以形成为多个层。在第二层由多个层形成的情况下,构成材料和形态不同的层可以以组合使用。在第二层由多个层形成的情况下,上述材料可以用作各层的构成材料。即使在第二层由多个层形成的情况下,如上所述,优选的是,第二层整体的透气性高于第一层的透气性。
在多孔体带中,优选的是,被连接体的端部彼此不直接接触,并且在一个端部和另一个端部之间设置间隙;更优选的是,该间隙中存在熔接材料。即,优选的是,被连接体的端部经由熔接材料彼此接合。由于被连接体的接合部具有间隙或者在该间隙中存在熔接材料,因此在使多孔体带弯曲时被连接体的端部之间的接触得到抑制,并且由于多孔体带的弯曲造成的对接合部的破坏可以得到进一步地抑制。调节接合部的间隙的方法没有特别地限制,例如,可以通过接合时被连接体的端部的设置位置、被连接体的两个端部切断时切割器的刀片的宽度、以及接合时的加热温度来调节。
连接材料将被连接体的端部彼此接合。可以使用多个(a plurality of)连接材料。例如,多孔体带优选包括将被连接体的第一表面(前表面)的端部彼此接合的连接材料A(也称为第一连接材料),和将被连接体的第二表面(后表面)的端部彼此接合的连接材料B(也称为第二连接材料)。作为构成连接材料的材料,软化点高于构成后述熔接材料的材料的软化点的材料是优选的。例如,可以示例聚丙烯(PP)等。这些可以单独使用,也可以以组合使用其两种以上。另外,在使用多个连接材料的情况下,构成连接材料的材料可以彼此相同或不同。连接材料的形状没有特别地限制,优选为层状连接材料。层状连接材料也称为“连接材料层”。另外,连接材料还可充当用于增强连接部的增强材料。因此,连接材料也可以称为增强材料。
另外,连接材料优选包括多孔体。如图5所示,例如,当连接材料包括多孔体时,熔接材料A1300不仅渗透被连接体1100的多孔体的空隙部的至少一部分,而且还渗透连接材料A1400的多孔体的空隙部的至少一部分。结果,可以获得具有更高拉伸强度和弯曲强度的多孔体带。另外,当沿着辊旋转和输送多孔体带时,声音是安静的,并且多孔体带可以沿着辊轻轻地弯曲。认为这是由于连接材料的多孔体的有利的柔软性的作用。连接材料的厚度没有特别地限制,例如可以是50至500μm。在多孔体带的长度方向上连接材料的宽度优选为3至50mm,更优选为5至10mm。在被连接体由多个连接材料层形成的情况下,“构成连接材料的材料的软化点”表示构成与熔接材料A接触的层的材料的软化点。此外,在被连接体的端部彼此之间具有间隙的情况下,连接材料可以穿过间隙配置在被连接体上。
熔接材料配置在被连接体和连接材料之间,渗透被连接体的多孔体的空隙部的至少一部分,并且将被连接体和连接材料彼此粘合。可以使用多个熔接材料。例如,多孔体带优选包括用于将被连接体的第一表面(前表面)和连接材料A彼此粘合的熔接材料A(也称为第一熔接材料),和用于将被连接体的第二表面(后表面)和连接材料B彼此粘合的熔接材料B(也称为第二熔接材料)。熔接材料优选是软化点低于构成多孔体的材料的软化点和构成连接材料的材料的软化点的材料。例如,可以示例聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)等。这些可以单独使用,也可以以组合使用其两种以上。熔接材料的软化点优选低于构成多孔体的材料的软化点和构成连接材料的材料的软化点至少30℃。在使用多个熔接材料的情况下,熔接材料可以彼此相同或不同。熔接材料的形状没有特别地限制。层状熔接材料也称为“熔接材料层”。
另外,在多孔体带的沿长度方向的截面中,熔接材料A对被连接体的渗透宽度优选大于连接材料A的宽度。例如,如图4所示,优选的是,熔接材料A1300对被连接体1100的渗透宽度1301宽于连接材料A1400的宽度1401。熔接材料A1300的端部1201是厚度和硬度两者的拐点都集中的位置,在弯曲时应力趋于集中。然而,如图4所示,通过加宽熔接材料A1300的宽度,可以分散厚度和硬度的拐点,从而可以进一步改进弯曲强度。用于调节熔接材料的渗透宽度的方法没有特别地限制,其实例包括:调节熔接材料的宽度,在熔融熔接材料时通过加热加热器来调节加热温度,调节熔接材料的厚度,以及调节熔接材料渗透的多孔体的表面的孔径等。熔接材料的渗透宽度是通过沿长度方向切割熔接后的多孔体带的接合部的中央,并且用扫描电子显微镜观察所得到的截面来确定,并且熔接材料的渗透宽度中最长的那一个被设定为熔接材料的渗透宽度。
此外,由于纤维材料残留在接合后的熔接材料A中就熔接材料A的弯曲性能来说是有利的,因此优选的是,熔接材料A由包含具有芯-鞘结构的纤维的无纺布制成,构成纤维中包含的鞘部分的材料的软化点低于构成芯部分的材料的软化点。芯-鞘结构是在中心部具有芯部分、在芯部分的外侧具有鞘部分的结构,其中构成芯部分的材料为芯材料,构成鞘部分的材料为鞘材料。在熔接材料A由上述多个材料形成的情况下,构成熔接材料A的材料中的至少一种材料的软化点优选低于构成多孔体的材料的软化点和构成连接材料A的材料的软化点。
优选的是,熔接材料B进一步设置在被连接体的与配置有熔接材料A和连接材料A的一侧相反的一侧的表面上,并且在与熔接材料A面对的位置。这是因为在连接部在凹方向或凸方向弯曲的使用方法中,有利的是熔接材料层同时存在于被连接体的前侧和后侧。熔接材料B渗透被连接体的多孔体的空隙部的至少一部分。例如,如图6所示,可以在与形成有熔接材料A1300的一侧相反的一侧上进一步形成熔接材料B1310。与熔接材料A1300类似,熔接材料B1310也渗透被连接体1100的多孔体的空隙部的至少一部分。熔接材料B可以具有与熔接材料A相同的构成,或者可以具有与熔接材料A不同的构成。另外,从改进拉伸强度和弯曲强度的观点出发,优选的是,多孔体带进一步包括使被连接体的端部彼此接合的连接材料B;配置在被连接体和连接材料B之间的熔接材料B渗透被连接体的多孔体的空隙部的至少一部分,并且将被连接体和连接材料B彼此粘合,其中连接材料A将被连接体的第一表面的端部彼此接合,连接材料B将被连接体的第二表面的端部彼此接合,熔接材料A将被连接体的第一表面与连接材料A彼此粘合,熔接材料B将被连接体的第二表面与连接材料B彼此粘合。此外,在多孔体带的沿长度方向的截面中,优选的是,熔接材料A对被连接体的渗透宽度宽于熔接材料B的渗透宽度。
本发明多孔体带的生产方法包括以下步骤。将熔接材料A和连接材料A以该顺序配置在被连接体上的步骤。在熔接材料A的软化点以上的温度并且在低于构成被连接体中所包含的多孔体的材料的软化点和构成连接材料A的材料的软化点的温度下加热的步骤。根据所述的生产方法,可以简单地生产根据本发明的多孔体带。此外,在多孔体带的连接部的前表面和后表面上都配置连接材料和熔接材料的情况下,多孔体带的生产方法包括以下步骤。将熔接材料A和连接材料A以该顺序配置在被连接体上的第一表面上的步骤。将熔接材料B和连接材料B以该顺序配置在被连接体上的第二表面上的步骤。在熔接材料A的软化点以上的温度并且在低于构成被连接体中所包含的多孔体的材料的软化点和构成连接材料A的材料的软化点的温度下加热的步骤。在熔接材料B的软化点以上的温度并且在低于构成被连接体中所包含的多孔体的材料的软化点和构成连接材料B的材料的软化点的温度下加热的步骤。
根据本发明的多孔体带可以通过使用例如图9中所示的设备来生产。首先,在平坦台架1500上将被连接体1100的端部从左到右连接。此时,将被连接体1100的端部配置成彼此面对。在仅仅通过将端部对接在一起来生成大间隙的情况下,以连接部为中心使被连接体的端部从左到右重叠,为了使得被连接体不移动,可以用固定配重体1600固定被连接体,重叠部分的中央部可以用切割器切断。由此,实现了几乎没有间隙的接合状态。接下来,将熔接材料A1300层叠以跨越连接部,并且进一步层叠连接材料A1400。可以预先将熔接材料A1300和连接材料A1400层叠。之后,使覆盖熔接材料A1300和连接材料A1400的整个区域的加压块1700与连接材料A1400紧密接触并且加压,以将被连接体1100、熔接材料A1300和连接材料A1400固定到台架1500。
加压部在熔接材料A1300的软化点以上的温度并且在低于构成被连接体1100中所包含的多孔体的材料的软化点和构成连接材料A1400的材料的软化点的温度下加热。加热温度优选高于熔接材料A1300的软化点10℃以上。加热温度优选比构成被连接体1100中所包含的多孔体的材料的软化点和构成连接材料A1400的材料的软化点低至少10℃。可以用加热器进行加热。即使加热器嵌入加压块1700中,加热器也可以嵌入台架1500中。此外,可以由台架1500和加压块1700两者的加热器进行加热。加热器优选是能够覆盖连接部的整个长度的加长的加热器,但它可以是能够沿着连接部扫描的约15mm见方的加热器。可选择地,透明加压体可以用作加压块1700,并且可以使用该透明加压体进行激光加热。之后,通过冷却至充分低于熔接材料A1300的软化点的温度并释放压力来获得多孔体带。
本发明的喷墨记录设备包括在墨接收介质上形成包含第一液体和着色材料的第一图像的图像形成单元;和包括多孔体的液体吸收构件,该液体吸收构件构造成与第一图像接触以从第一图像吸收第一液体的至少一部分。该液体吸收构件是根据本发明的多孔体带。当根据本发明的多孔体带用作液体吸收构件时,例如可以通过在不加热、或尽可能抑制加热的状态下,吸收图像中的包含水分的液体组分来提高浓度。
本发明的喷墨记录设备的实例包括:形成通过将墨喷射到作为墨接收介质(也称为喷射接收介质)的转印体上形成的第一图像(液体吸收前的墨图像),将通过液体吸收构件从墨图像吸收液体后获得的第二图像(液体吸收后的墨图像)转印到记录介质上的喷墨记录设备;和在作为墨接收介质的记录介质上形成第一图像的喷墨记录设备。在本发明中,前一种喷墨记录设备为了方便起见以下称为转印型喷墨记录设备,后一种喷墨记录设备为了方便起见以下称为直接绘制型喷墨记录设备。
在转印型喷墨记录设备中,墨接收介质是用于暂时保持第一图像和通过从第一图像吸收第一液体的至少一部分而获得的第二图像的转印体。转印型喷墨记录设备还包括转印单元,所述转印单元包括用于将第二图像转印到要形成有最终图像的记录介质上的按压构件(pressing member)。
图10是示出本实施方式的转印型喷墨记录设备的示意性结构的一个实例的示意图。如图10所示,转印型喷墨记录设备100包括由支承构件(support member)102支承的转印体101,用于将反应液施加到转印体101上的反应液施加装置103,用于将墨施加到其上施加有反应液的转印体101上以在转印体101上形成墨图像(第一图像)的墨施加装置104,用于从转印体101上的第一图像吸收液体组分的液体吸收装置105,和将已经通过按压记录介质去除了液体组分的转印体101上的第二图像转印到例如纸等记录介质108上的按压构件106。另外,转印型喷墨记录设备100可以包括用于在转印之后清洁转印体101表面的转印体清洁构件109。
支承构件102沿图10中箭头的方向围绕支承构件102的旋转轴102a旋转。随着支承构件102的旋转,转印体101移动。在待移动的转印体101上,依次进行通过反应液施加装置103的反应液的施加和通过墨施加装置104的墨的施加,从而在转印体101上形成第一图像。转印体101上形成的第一图像通过转印体101的移动而移动到使得第一图像构造成与液体吸收装置105的液体吸收构件105a接触的位置。
液体吸收装置105的液体吸收构件105a与转印体101的旋转同步地移动。转印体101上形成的第一图像经过与移动的液体吸收构件105a接触的状态。在此期间,液体吸收构件105a从第一图像中去除液体组分。注意,通过经过与液体吸收构件105a接触的状态而去除第一图像中包含的液体组分。在该接触状态下,优选的是,使得液体吸收构件105a以预定的压力按压第一图像,以有效地起到液体吸收构件105a的作用。液体组分的去除可以从不同的观点来说明,表现为使构成在转印体101上形成的第一图像的墨浓缩。墨的浓缩是指随着墨中所包含的液体组分减少,墨中所包含的例如着色材料和树脂等固体组分与液体组分的含量比增加。
然后,将去除液体组分后的第二图像通过转印体101的移动而移动到构造成与通过记录介质输送装置107输送的记录介质108接触的转印单元。在去除液体组分后的第二图像与记录介质108彼此接触的同时,按压构件106按压记录介质108,从而将墨图像转印到记录介质108上。结果,在记录介质上形成最终的图像。转印到记录介质108上的墨图像是第二图像的反转图像。在下面的描述中,除了第一图像(液体去除前的墨图像)和第二图像(液体去除后的墨图像)之外,转印后的墨图像可以称为第三图像。
注意,由于在将反应液施加到转印体101上之后通过施加墨形成第一图像,因此在非图像区域(非墨图像形成区域)中残留有反应液而未与墨反应。在该设备中,液体吸收构件105a不仅与第一图像接触,而且还与未反应的反应液接触(压接),反应液的液体组分也从转印体101的表面上去除。因此,表达并描述了液体组分从第一图像中去除,但这不限于仅从第一图像中去除液体组分的含义,而是指至少从转印体101上的第一图像中去除液体组分。例如,可以将施加到第一图像的外部区域的反应液中的液体组分与第一图像的反应液中的液体组分一起去除。
注意,液体组分没有特别地限制,只要其不具有特定形状,具有流动性并且具有基本恒定的体积即可。例如,示例墨和反应液中所含的水或有机溶剂等作为液体组分。另外,即使在第一图像中包含透明墨(clear ink)的情况下,也可以通过液体吸收处理来浓缩墨。例如,当将透明墨施加到已施加到转印体101上的含有着色材料的彩色墨上时,透明墨存在于第一图像的整个表面上,或者透明墨部分地存在于第一图像表面的一个以上的部位上,彩色墨存在于其它部位。在第一图像中,在透明墨存在于彩色墨上的部位,多孔体吸收第一图像表面上的透明墨的液体组分,透明墨的液体组分移动。因此,彩色墨中的液体组分移动到多孔体侧,从而彩色墨中的液体组分被吸收。另一方面,在第一图像的表面上存在透明墨的区域和彩色墨的区域的部位中,彩色墨和透明墨的各液体组分移动到多孔体侧,从而水性液体组分被吸收。注意,透明墨可以包含大量的用于改进图像从转印体101到记录介质108的转印性的组分。例如,通过加热提高对记录介质的粘合性的组分的含量可高于彩色墨的。
转印体101包括包含图像形成面的表面层。作为表面层的构件,可以适当地使用例如树脂和陶瓷等各种材料,但是从耐久性等观点出发,具有高压缩弹性模量的材料是优选的。具体地,其实例包括通过使丙烯酸系树脂、丙烯酸系硅酮树脂、含氟树脂和可水解有机硅化合物缩合获得的缩合物。为了改进反应液的润湿性和转印性,可以在使用前进行表面处理。表面处理的实例包括框架处理(frame treatment)、电晕处理、等离子体处理、抛光处理、粗糙化处理、活性能量射线照射处理、臭氧处理、表面活性剂处理和硅烷偶联处理。这些可以多个组合。还可以在表面层上设置任选的表面形状。
此外,优选的是,转印体包括具有吸收压力变化的功能的压缩层。当设置压缩层时,压缩层吸收变形,分散抵抗局部压力变化的变化,即使在高速印刷期间也保持优异的转印性。压缩层的构件的实例包括丙烯腈-丁二烯橡胶、丙烯酸系橡胶、氯丁橡胶、聚氨酯橡胶和硅橡胶。优选的是,在使橡胶材料成形时共混预定量的硫化剂和硫化促进剂等,必要时多孔体进一步共混有例如发泡剂、中空细颗粒或盐等填料。结果,各种压力波动所伴随的气泡部分的体积变化被压缩,使得在压缩方向以外的方向上的变形小,可以获得更稳定的转印性和耐久性。作为多孔橡胶材料,有一种其中孔彼此连续的具有连续的孔结构的多孔橡胶材料,和一种其中孔彼此独立地分开的具有独立的孔结构的多孔橡胶材料。在本发明中,可以使用任意的结构,并且可以以组合使用这些结构。
此外,转印体优选在表面层和压缩层之间包括弹性层。作为弹性层的构件,可以适当地使用例如树脂和陶瓷等各种材料。从加工性等观点出发,优选使用各种弹性体材料和橡胶材料。其具体实例包括氟硅橡胶、苯基硅橡胶、氟橡胶、氯丁橡胶、聚氨酯橡胶、腈橡胶、乙丙橡胶、天然橡胶、苯乙烯橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、乙烯/丙烯/丁二烯的共聚物、和丁腈橡胶。特别地,就尺寸稳定性和耐久性来说,由于压缩永久变形小,因而硅橡胶、氟硅橡胶和苯基硅橡胶是优选的。另外,从转印性的观点来看,由温度引起的弹性模量的变化小,其也是优选的。
在构成转印体的各层(表面层、弹性层和压缩层)之间可以使用各种粘合剂或双面胶带,以固定和保持这些层。为了抑制安装到装置上时的横向伸长并保持弹性,可以设置具有高的压缩弹性模量的增强层。进一步,织物可用作增强层。转印体可以通过上述材料通过任选地组合各层来生产。
可以根据目标印刷图像的尺寸自由地选择转印体的尺寸。转印体的形状没有特别地限制,具体地,其实例包括片状、辊状、带状和环形网状。
转印体101被支承在支承构件102上。作为支承转印体的方法,可以使用各种粘合剂或双面胶带。可选择地,通过将由例如金属、陶瓷和树脂等材料制成的设置用构件附接到转印体上,可以使用设置用构件将转印体支承在支承构件102上。
从输送精度和耐久性的观点来看,要求支承构件102具有一定程度的结构强度。对于支承构件的材料,优选使用金属、陶瓷或树脂等。其中,特别地,除了能够承受转印时的加压的刚性和尺寸精度之外,为了通过减少操作期间的惯性来改进控制的响应性,优选使用铝、铁、不锈钢、缩醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙、聚氨酯、二氧化硅陶瓷、氧化铝陶瓷。进一步,这些优选以组合使用。
本实施方式的喷墨记录设备包括用于将反应液施加到转印体101的反应液施加装置103。图10中所示的反应液施加装置103表示设置有用于贮存反应液的反应液贮存单元103a,和用于将反应液贮存单元103a中的反应液施加到转印体101上的反应液施加构件103b和103c的凹版胶印辊(gravure offset roller)。
本实施方式的喷墨记录设备包括将墨施加到施加有反应液的转印体101上的墨施加装置104。通过将反应液和墨混合而形成第一图像,并且在随后的液体吸收装置105中,从第一图像吸收液体组分。
在该实施方式中,液体吸收装置105包括作为根据本发明的多孔体带的液体吸收构件105a,和使液体吸收构件105a按压转印体101上的第一图像的液体吸收用的按压构件105b。注意,液体吸收构件105a和按压构件105b的形状没有特别地限制。例如,如图10所示,可以采用其中按压构件105b具有圆柱形状,液体吸收构件105a具有带形状,通过具有圆柱形状的按压构件105b使具有带形状的液体吸收构件105a按压转印体101的构造。另外,可以采用其中按压构件105b具有圆柱形状,液体吸收构件105a具有形成在具有圆柱形状的按压构件105b的外周面上的圆筒形状,通过具有圆柱形状的按压构件105b使具有圆筒形状的液体吸收构件105a按压转印体的构造。在本发明中,考虑到喷墨记录设备内的空间等,优选的是液体吸收构件105a具有带形状。另外,包括具有这种带形状的液体吸收构件105a的液体吸收装置105可以包括用于延伸液体吸收构件105a的延伸构件。在图10中,附图标记105c、105d和105e表示作为延伸构件的延伸辊。在图10中,按压构件105b也是与延伸辊类似地旋转的辊构件,但是本发明不限于此。
在液体吸收装置105中,当通过按压构件105b将包括多孔体的液体吸收构件105a按压到第一图像时,通过将包含在第一图像中的液体组分吸收到液体吸收构件105a,并且从第一图像中减少液体组分来获得第二图像。作为从第一图像中减少液体组分的方法,除了按压液体吸收构件的本方法之外,可以以组合使用例如加热的方法、吹低湿度空气的方法、以及减压的方法等其它各种常规使用的方法。可选择地,这些方法可以应用于具有减少的液体组分的第二图像,以进一步减少液体组分。
在该实施方式中,通过与包括多孔体的液体吸收构件接触,吸收并去除来自液体去除前的墨图像的液体组分的至少一部分,从而在墨图像中液体组分的含量减少。将液体吸收构件的与墨图像的接触表面设定为第一表面,多孔体配置在第一表面上。包含这种多孔体的液体吸收构件优选具有能够通过与喷射接收介质的移动联动地移动以与墨图像接触之后,在预定周期中,使另外的液体去除之前的墨图像重复再接触和循环来吸收液体的形状。例如,可以示例环形带状等。
另外,在多孔体带的沿长度方向的截面中,优选的是,熔接材料A与被连接体的渗透宽度宽于熔接材料B的渗透宽度,多孔体带的与第一图像接触的第一表面是具有连接材料A的表面,作为多孔体带的第一表面的后表面的第二表面是具有连接材料B的表面。结果,在与第一图像接触的表面上的连接部处的熔接材料A的渗透宽度宽,从而可以进一步改进多孔体带的第一表面的连接部处的耐久性。此外,在作为液体吸收构件的多孔体带中,构造成多孔体带的与第一图像接触的第一表面的平均孔径优选小于作为多孔体带的第一表面的后表面的第二表面的平均孔径。当第一表面和第二表面的平均孔径在上述范围内时,可以进一步抑制包括第一图像的着色材料的聚集物对多孔体带的附着和渗透。此外,由于第一表面的平均孔径小,因此在与第一图像接触的表面上的连接部处的熔接材料A的渗透宽度通过毛细管力可以容易地扩展。
如图15所示,例如,根据本实施方式的作为液体吸收构件105a的带状多孔体优选具有包括第一层、第二层和第三层的三层结构。如图15所示的多孔体包括第一层21;包括第二纤维44的第二层41;和包括第三纤维32的第三层31。第二纤维44具有包括形成中心轴的芯结构42和围绕芯结构42的鞘结构43的芯-鞘结构。第二纤维44的平均纤维直径d2优选大于第三纤维32的平均纤维直径d3。鞘结构43的平均厚度t2优选小于第一层21的厚度t1。
多孔体除了第一层、第二层和第三层之外还可以包括其它层。从均匀地获得高透气性的观点来看,包括多孔体的被连接体的厚度优选是薄的,并且可以设定为50μm至500μm。透气性可以通过JIS P8117中定义的Gurley值来表示,多孔体的Gurley值优选为10秒以下。
第一层是构造成与第一图像接触的层,和与第一图像直接接触以从第一图像吸收第一液体的至少一部分的多孔层。用于形成第一层的材料没有特别地限制,但是从抑制着色材料的附着性和提高清洁性的观点来看,优选包括具有低表面自由能的氟树脂。即,第一层优选包含氟树脂,更优选由氟树脂形成。氟树脂的具体实例包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、全氟烷氧基氟树脂(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)和乙烯三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)。这些材料可以单独使用,或者如果需要,可以使用其一种或以组合使用其两种以上。另外,第一层可以具有其中具有不同材料的多个膜层叠的结构。
从用于形成第一层的材料的软化点高于用于在第二纤维中形成鞘结构的材料的软化点的观点来看,其优选为170℃以上,更优选为180℃以上,还更优选200℃以上。用于形成第一层的材料的软化点的范围的上限没有特别地限制,例如,可以设定为350℃以下。另外,在第一层包括多个材料的情况下,软化点以第一层包括多个材料的状态来表示。
期望的是,用于形成第一层的材料具有在第一图像上没有痕迹残留的程度的柔软性,材料的杨氏模量优选为2.0GPa以下,更优选为1.0GPa以下,并且还更优选0.5GPa以下。杨氏模量的范围的下限没有特别地限制,其可以为0.1GPa以上。注意,本发明中的杨氏模量是通过JIS K7161规定的方法测量得到的值。
从在压接第一图像时抑制着色材料附着的观点来看,构造成第一层的与第一图像接触的表面的平均孔径优选为10.0μm以下,更优选为1.0μm以下,并且还更优选为0.2μm以下。特别地,当平均孔径为0.2μm以下时,过滤性提高,着色材料对多孔体的附着性得到显著地抑制。在本发明中,“平均孔径”是通过用电子显微镜观察多孔层的表面,并且在该表面的孔部分的面积是圆的面积的情况下,测量20个以上计算的直径作为直径而获得的值的平均值。平均孔径的范围的下限没有特别地限制,例如其可以为0.02μm以上。
第一层的厚度为50μm以下,更优选为30μm以下,还更优选为10μm以下,并且特别优选为5μm以下。当该厚度为50μm以下时,可以抑制流动阻力的增加,并且可以抑制模糊图像。厚度范围的下限没有特别地限制,例如其可以为1μm以上。
第二层是粘合第一层和第三层的多孔层。第二层可以包括第二纤维,并且可以由第二纤维形成。注意,即使在第二纤维的一部分熔融的情况下,只要在第二层内第二纤维以纤维形状的状态残留,则认为第二层包括第二纤维。下述的在第二层a中包括第二纤维a,而且在第二层b中包括第二纤维b同样也是如此。第二层可以是无纺布或织物。第二纤维具有包括形成中心轴的芯结构和围绕芯结构的鞘结构的芯-鞘结构。用于形成芯结构的材料和用于形成鞘结构的材料的实例包括聚烯烃(聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)等),例如聚氨酯和尼龙等聚酰胺,聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等)和聚砜(PSF)。这些可以单独使用,或者可以以组合使用其两种以上。
另外,用于形成鞘结构的材料的软化点优选低于用于形成芯结构的材料的软化点、用于形成第一层的材料的软化点和用于形成在第三层中包含的第三纤维的材料的软化点中的任意者。由此,在通过加热将第一层粘合至第三层时,可以通过选择加热温度仅软化用于形成鞘结构的材料,芯结构不熔融,从而可以保持第二纤维的形状。因此,整个第二层不会熔融和塌陷,从而可以防止第二层塌陷。此外,用于形成鞘结构的材料的软化点比用于形成芯结构的材料的软化点、用于形成第一层的材料的软化点和用于形成第三层中包含的第三纤维的材料的软化点中的任意者优选低至少5℃,并且更优选低至少10℃。
用于形成芯结构的材料的软化点优选为140℃以上,更优选为150℃以上。用于形成芯结构的材料的软化点范围的上限没有特别地限制,例如,其可以设定为180℃以下。用于形成鞘结构的材料的软化点优选低于140℃,更优选130℃以下。用于形成鞘结构的材料的软化点范围的下限没有特别地限制,例如,其可以设定为110℃以上。
从输送性的观点来看,用于形成芯结构的材料的杨氏模量优选为0.1GPa至3.0GPa。另外,从输送性的观点来看,用于形成鞘结构的材料的杨氏模量优选为0.1GPa至3.0GPa。鞘结构的平均厚度优选小于第一层的厚度。从输送性的观点来看,第二层的厚度优选为10至500μm。
第三层是提高液体吸收构件的刚性的多孔层。第三层可以包括第三纤维,并且可以由第三纤维形成。第三层可以是无纺布或织物。形成第三纤维的材料的实例包括聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。这些可以单独使用,或者可以以组合使用其两种以上。然而,从如下所述的杨氏模量高且可以提高输送强度的观点来看,优选的是,第三纤维包括聚苯硫醚(PPS)或聚酰亚胺。
用于形成第三纤维的材料的软化点优选为150℃以上,更优选为170℃以上,并且还更优选为200℃以上。用于形成第三纤维的材料的软化点范围的上限没有特别地限制,例如,其可以设定为350℃以下。
从用于形成第三纤维的材料的杨氏模量提高输送强度并且确保刚性的观点来看,优选大于用于形成第一层的材料的杨氏模量。用于形成第三纤维的材料的杨氏模量比用于形成第一层的材料的杨氏模量优选大1.0GPa以上,并且更优选大2.0GPa以上。用于形成第三纤维的材料的杨氏模量优选为2.0GPa以上,更优选为2.5GPa以上,还更优选为3.0GPa以上。杨氏模量的范围的上限没有特别地限制,其可以为5.0GPa以下。由具有上述杨氏模量的材料形成的第三层大概地决定最终的多孔体带的刚性。为了稳定地输送,在输送时,对多孔体带施加约2.5mN/mm至10.0mN/mm的张力。此时,当多孔体带的伸长率大时,不能确保应对张力变化等的输送稳定性。为了确保输送稳定性,在2.5mN/mm至10.0mN/mm的范围内,在弹性变形能力的范围内,优选将伸长率抑制在2%以下。拉伸和弹性变形能力范围的伸长率是由Shimadzu Corporation制造的“Autograph AG-X”(商品名)测量的值。
从第三层的厚度提高输送强度且确保刚性的观点来看,第三层的厚度优选为50μm至500μm,更优选为100μm以上且400μm以下,还更优选为150μm至300μm。从第三纤维的平均纤维直径小于第二纤维的平均纤维直径的观点来看,其优选为2μm至15μm,并且更优选为5μm至10μm。
在本实施方式中,在使包括多孔体的液体吸收构件105a与第一图像接触之前,优选通过预处理装置(图10中未示出)进行预处理,以将处理液施加到液体吸收构件。本发明中使用的处理液优选包含水和水溶性有机溶剂。水优选是通过离子交换等的去离子水。此外,所使用的水溶性有机溶剂的类型没有特别地限制,可以使用例如乙醇和异丙醇等任何已知的有机溶剂。在本发明中使用的液体吸收构件的预处理中,对多孔体的施加方法没有特别地限制,浸渍和液滴滴加是优选的。
当液体吸收构件对转印体上的第一图像压接的压力为2.9N/cm2(0.3kgf/cm2)以上时,第一图像中的液体可以在较短的时间内固-液分离,可以从第一图像中去除液体组分,这是优选的。此外,当压力为98N/cm2(10kgf/cm2)以下时,可以抑制设备的结构上的载荷,这是优选的。注意,在本说明书中,液体吸收构件的压力表示墨接收介质与液体吸收构件之间的辊隙压力,通过使用表面压力分布测量装置(I-SCAN(商品名),NITTA Corporation)进行表面压力测量,将加压区域中的重量除以面积,并且计算该值。
为了进一步抑制第一图像中的着色材料对液体吸收构件的附着,优选的是,使液体吸收构件105a与第一图像接触的作用时间在50ms(毫秒)内。另外,本说明书中的作用时间是通过将上述表面压力测量中墨接收介质的沿移动方向的压力感知宽度除以墨接收介质的移动速度来计算的。以下,该作用时间称为液体吸收辊隙时间。
以这种方式,在转印体101上,从第一图像吸收液体组分,形成具有减少的液体含量的第二图像。然后在转印单元处将第二图像转印到记录介质108上。将描述转印时的装置构成和条件。
在本实施方式中,在第二图像和由记录介质输送装置107输送的记录介质108彼此接触的同时,转印用按压构件106按压记录介质108,从而将墨图像转印到记录介质108上。当转印体101上的第一图像中包含的液体组分去除之后,将其转印到记录介质108上时,可以获得其中卷曲和起皱等得到抑制的记录图像。
从记录介质108的输送精度和耐久性的观点来看,按压构件106需要具有一定程度的结构强度。对于按压构件106的材料,优选使用金属、陶瓷或树脂等。其中,特别地,除了能够承受转印时的加压的刚性和尺寸精度之外,为了通过减少操作期间的惯性来改进控制的响应性,优选使用铝、铁、不锈钢、缩醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙、聚氨酯、二氧化硅陶瓷、氧化铝陶瓷。进一步,这些可以以组合使用。
用于将转印体101上的第二图像转印到记录介质108上的按压构件106的按压时间没有特别地限制,为了不损害转印体的转印性和耐久性,其优选为5ms(毫秒)至100ms(毫秒)。在本实施方式中,压接时间表示记录介质108和转印体101彼此接触的时间,并且通过借助使用表面压力分布测量装置(I-SCAN(商品名),由NITTA Corporation制造)进行表面压力测量,将加压区域的输送方向上的长度除以输送速度来计算时间的值。
通过用于将转印体101上的第二图像转印到记录介质108上的按压构件106按压的压力没有特别地限制,只要转印运行良好并且不损害转印体的转印性和耐久性即可。为此,优选的是,压力为9.8N/cm2(1kg/cm2)以上且294.2N/cm2(30kg/cm2)以下。另外,本实施方式中的压力表示记录介质108与转印体101之间的辊隙压力,通过借助表面压力分布测量装置进行表面压力测量,并且将加压区域的载荷除以面积来计算压力的值。
用于将转印体101上的第二图像转印到记录介质108上的按压构件106按压时的温度也没有特别地限制,优选墨中包含的树脂组分的玻璃化转变点以上或者其软化点以上。对于加热,优选的是,提供用于加热转印体101上的第二图像、转印体101和记录介质108的加热装置。按压构件106的形状没有特别地限制,但是例如可以提及辊形状。
在本实施方式中,记录介质108没有特别地限制,可以使用任何已知的记录介质。作为记录介质,可以示例辊形状卷绕的长物体或切割成预定尺寸的片材。材料的实例包括纸、塑料膜、木板、纸板和金属膜。
在图10中,用于输送记录介质108的记录介质输送装置107由记录介质进给辊107a和记录介质卷绕辊107b构成,但是其并不特别限于此,只要可以输送记录介质即可。
本实施方式中的直接转印型喷墨记录设备具有用于控制各个装置的控制系统。图12是示出图10中所示的转印型喷墨记录设备的整个设备的控制系统的框图。在图12中,附图标记301表示例如外部打印服务器等的记录数据生成单元,附图标记302表示例如操作面板等的操作控制单元,附图标记303表示用于执行记录处理的打印机控制单元,附图标记304表示用于输送记录介质的记录介质输送控制单元,附图标记305表示用于打印的喷墨装置。
图13是图10中所示的转印型喷墨记录设备的整个设备的打印机控制单元的框图。附图标记401表示用于控制整个打印机的CPU,附图标记402表示用于存储CPU的控制程序的ROM,附图标记403表示用于执行程序的RAM。附图标记404表示内置有网络控制器、串行IF控制器、磁头数据生成用控制器和马达控制器等的特定用途的集成电路(ASIC)。附图标记405表示用于驱动液体吸收构件输送马达406的液体吸收构件输送控制单元,通过串行IF由ASIC 404类似地控制命令。附图标记407表示驱动转印体马达408的转印体驱动控制单元,类似地,通过串行IF由ASIC 404类似地控制命令。附图标记409表示执行喷墨装置305的最终输出数据生成和驱动电压生成等的磁头控制单元。
作为本发明的另一个实施方式,可以提及直接绘制型喷墨记录设备。在直接绘制型喷墨记录设备中,墨接收介质是记录介质,以便形成图像。
图11是示出本实施方式的直接绘制型喷墨记录设备200的示意性构造的一个实例的示意图。与上述转印型喷墨记录设备相比,直接绘制型喷墨记录设备除了不具有转印体101、支承构件102、转印体清洁构件109,以及在记录介质208上形成图像以外,具有与转印型喷墨记录设备相同的构件。
因此,借助将反应液施加到记录介质208的反应液施加装置203、将墨施加到记录介质208的墨施加装置204、以及与记录介质208上的第一图像接触的液体吸收构件205a,吸收第一图像中包含的液体组分的液体吸收装置205具有与转印型喷墨记录设备相同的构造,因此将不再描述其说明。
注意,在本实施方式的直接绘制型喷墨记录设备中,液体吸收装置205包括为根据本发明的多孔体带的液体吸收构件205a,和将液体吸收构件205a按压到记录介质208上的第一图像用于液体吸收的按压构件205b。另外,液体吸收装置205可以包括延伸液体吸收构件的延伸构件。在图11中,附图标记205c、205d、205e,205f和205g表示作为延伸构件的延伸辊。延伸辊的数量不限于五个,可以根据设备设计而配置必要数量的延伸辊。
在通过墨施加装置204将墨施加到记录介质208的打印单元,以及将水性液体吸收构件205a按压到记录介质上的第一图像以去除液体组分的液体组分去除单元处,可以设置从下方支承记录介质用的记录介质支承构件(未示出)。
在本实施方式的直接绘制型喷墨记录设备中,记录介质输送装置207没有特别地限制,可以使用已知的直接绘制型喷墨记录设备中的输送装置。其实例包括,如图11所示,包括记录介质进给辊207a、记录介质卷绕辊207b以及记录介质输送辊207c、207d、207e和207f的记录介质输送装置。
本实施方式的直接绘制型喷墨记录设备具有用于控制各个装置的控制系统。示出图11所示的直接绘制型喷墨记录设备的整个设备的控制系统的框图,与图10所示的转印型喷墨记录设备类似,如图12所示。
图14是图11中所示的直接绘制型喷墨记录设备中的打印机控制单元的框图。除了不包括转印体驱动控制单元407和转印体驱动马达408之外,图14是与图13中的转印型喷墨记录设备中的打印机控制单元的框图相同的框图。换句话说,附图标记501表示控制整个打印机的CPU,附图标记502表示用于存储CPU的控制程序的ROM,附图标记503表示用于执行程序的RAM。附图标记504表示包括网络控制器等、串行IF控制器、用于产生磁头数据的控制器和马达控制器的ASIC。附图标记505表示用于驱动液体吸收构件输送马达506的液体吸收构件输送控制单元,通过串行IF由ASIC 404类似地控制命令。附图标记509表示执行喷墨装置305的最终输出数据生成和驱动电压生成等的磁头控制单元。
在下文中,将参考实施例更详细地描述本发明。在不脱离其主旨的情况下,本发明不受以下实施例的限制。在以下实施例的描述中,除非另有说明,否则“份”是以质量为基准的。
首先,如图1所示,将熔接材料A1300和连接材料A1400配置在被连接体1100上,以跨越被连接体1100的端部之间的间隙1200,从而获得层叠体。具体地,从作为被连接体1100的连接部的位置的两侧,重叠7.5mm的被连接体1100,并且用10mm宽的配重体固定至距离作为连接部的位置左右20毫米的位置的外侧。此后,用辊式切割机切断作为连接部的位置的中央部,取出两片7.5mm宽的切条。接下来,将熔接材料A1300和连接材料1400预先层叠并切割成纵向宽度为800mm和横向宽度为8mm的带状物,将其切割并配置在被连接体上1100,以跨越被连接体1100的端部之间的间隙1200。此时,熔接材料A和连接材料A配置成使得带状层叠体的沿着被连接体的长度方向的宽度为8mm。
作为被连接体1100,使用由直径1101为10μm的聚苯硫醚(PPS)纤维制成的无纺布(商品名:TORUKON,由Toray Industries,Inc.制造)。无纺布的膜厚度为215μm,孔隙率为60%,PPS的软化点为285℃。通过用直线型千分尺(商品名,OMV-25,由Mitutoyo Corporation制造)测量任选10个点的膜厚度并且计算其平均值来获得膜厚度。此外,在图1中,为了能够表示出纤维的截面和空隙,纤维方向被显示为垂直于纸面方向排列,但是实际的无纺布中线方向是随机的。作为熔接材料A1300,使用膜厚度为100μm的由聚乙烯(PE)制成的膜。PE的软化点为100℃至120℃,其低于PPS的软化点。作为连接材料A1400,使用膜厚度为200μm的由聚丙烯(PP)制成的膜。PP的软化点为160℃,其高于PE的软化点。
接下来,在图9所示的设备中,将层叠体配置在台架1500和加压块1700之间,加压固定。此后,将层叠体在155℃加热10分钟。然后,将层叠体冷却至25℃,释放压力,从而得到多孔体带。当用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察多孔体带的截面时,如图2所示,构成熔接材料A1300的PE渗透到被连接体1100的空隙部中,从而与纤维紧密接触。另外,熔接材料A1300和连接材料A1400彼此紧密接触。
切出11片多孔体带的连接部,以形成多孔体带的长度方向上150mm长、横向方向(transverse direction)上15mm长的条状,以使多孔体带的连接部位于中央。切出的多孔体带用作样品。对各个样品进行拉伸试验。
对于拉伸试验,使用拉伸试验机(商品名:AGS-X,由Shimadzu Corporation制造)。将上述样品设置在拉伸试验机中,使得连接部位于夹具间距离为50mm的中央,以20mm/min的拉伸速度拉伸,将断裂时的载荷记录为拉伸强度。对11个样品进行该拉伸试验,从而得到拉伸强度的平均值、最大值和最小值。
在实施例1的多孔体带中,拉伸强度的平均值为5.8N/mm,最大值为7.0N/mm,最小值为4.2N/mm。
切出11片多孔体带的连接部,使得形成多孔体带的长度方向上150mm长和横向方向上15mm长的条状,以使多孔体带的连接部位于中央。切出的多孔体带用作样品。对各个样品进行弯曲试验。
对于弯曲试验,使用MIT耐折疲劳试验机0530DA(商品名,由Toyo Seiki Seisaku-sho,Ltd.制造)。使用该试验片,基于JIS P 8115进行弯曲试验。弯曲试验的具体步骤如下。
在以1.0kgf/cm2(98kPa)的张力拉动样品的同时,当对连接部施加10,000次曲度R=1mm、角度为90°的反复弯曲时,确认样品是否断裂(broken)。在样品断裂的情况下,测量11个样品中的每一个的断裂次数(其表示直到断裂时的弯曲次数),从而确定平均值。此外,在甚至进行高达10,000次弯曲之后样品仍然没有断裂的情况下,使用弯曲10,000次之后的样品进一步测量上述拉伸强度。
在实施例1的多孔体带的弯曲试验中,即使弯曲进行高达10,000次也没有断裂。于是,当使用弯曲高达10,000次之后的样品测量拉伸强度时,拉伸强度的平均值为3.9N/mm,最大值为5.4N/mm,最小值为2.9N/mm。
实施例1中制备层叠体时,熔接材料A1300和连接材料A1400没有预先层叠,而是分别层叠。此外,带状熔接材料A1300的宽度在纵向上设定为800mm,在横向上设定为10mm,连接材料A1400的宽度在纵向上设定为800mm,在横向上设定为8mm(图3)。除此之外,以与实施例1相同的方式生产多孔体带。当用光学显微镜和SEM观察多孔体带的截面时,如图4所示,构成熔接材料A1300的PE渗透到被连接体1100的空隙部中,以与纤维紧密接触。另外,熔接材料A1300和连接材料A1400彼此紧密接触。此外,在多孔体带的沿长度方向的截面中,熔接材料A1300对被连接体1100的渗透宽度1301宽于连接材料A1400的宽度1401。与实施例1类似,对多孔体带进行拉伸试验和弯曲试验。在实施例2的多孔体带中,拉伸强度的平均值为5.8N/mm,最大值为7.0N/mm,最小值为4.2N/mm。在弯曲试验中,即使弯曲进行高达10,000次也没有断裂。于是,当使用弯曲高达10,000次之后的样品测量拉伸强度时,拉伸强度的平均值为4.4N/mm,最大值为5.9N/mm,最小值为3.6N/mm。
作为连接材料A1400,除了使用厚度设定为100μm的与被连接体1100相同的无纺布(商品名:TORUKON,由Toray Industries,Inc.制造)的那些以外,以与实施例2相同的方式生产多孔体带。当用光学显微镜和SEM观察多孔体带的截面时,如图5所示,构成熔接材料A1300的PE渗透到被连接体1100的空隙部中,以与纤维紧密接触。另外,构成熔接材料A1300的PE渗透到连接材料A1400的空隙部中,以与纤维紧密接触。此外,在多孔体带的沿长度方向的截面中,熔接材料A1300对被连接体1100的渗透宽度1301宽于连接材料A1400的宽度1401。与实施例1类似,对多孔体带进行拉伸试验和弯曲试验。在实施例3的多孔体带中,拉伸强度的平均值为5.0N/mm,最大值为6.5N/mm,最小值为3.9N/mm。在弯曲试验中,即使弯曲进行高达10,000次也没有断裂。然后,当使用弯曲高达10,000次之后的样品测量拉伸强度时,拉伸强度的平均值为4.6N/mm,最大值为6.0N/mm,最小值为3.4N/mm。
在实施例3中制造层叠体时,在被连接体1100的与配置有熔接材料A1300和连接材料A1400侧的表面相对的表面上,在面对熔接材料A1300的位置处,配置与熔接材料A1300相同的熔接材料B1310。除此之外,以与实施例3相同的方式生产多孔体带。当用光学显微镜和SEM观察多孔体带的截面时,如图6所示,构成熔接材料A1300的PE和熔接材料B1310的PE各自渗透到被连接体1100的空隙部中,以与纤维紧密接触。另外,构成熔接材料A1300的PE渗透到连接材料A1400的空隙部中,以与纤维紧密接触。此外,在多孔体带的沿长度方向的截面中,熔接材料A1300对被连接体1100的渗透宽度1301宽于连接材料A1400的宽度1401。在实施例4的多孔体带中,拉伸强度的平均值为8.9N/mm,最大值为10.2N/mm,最小值为6.9N/mm。在弯曲试验中,即使弯曲进行高达10,000次也没有断裂。于是,当使用弯曲高达10,000次之后的样品测量拉伸强度时,拉伸强度的平均值为7.9N/mm,最大值为9.0N/mm,最小值为6.4N/mm。
除了将膜厚度为50μm的线性低分子量聚乙烯(软化点:110℃)用作熔接材料A和B,将膜厚度为20μm的双轴取向的聚丙烯薄膜(软化点:165℃)设定为连接材料A和B,将熔接材料A、连接材料A以及熔接材料B和连接材料B中的每一个预先层叠并且切成在纵向上800mm、在横向上10mm的宽度,将熔接材料A和连接材料A层叠以配置在被连接体的端部的表面上,将熔接材料B和连接材料B层叠以配置在被连接体的端部的后表面上,以及将连接部形成时的加热温度设定为140℃以外,以与实施例4相同的方式生产多孔体带。
与实施例1类似,对多孔体带进行拉伸试验和弯曲试验。在实施例5的多孔体带中,拉伸强度的平均值为11.2N/mm,最大值为12.4N/mm,最小值为9.4N/mm。在弯曲试验中,即使弯曲进行高达10,000次也没有断裂。于是,当使用弯曲高达10,000次之后的样品测量拉伸强度时,拉伸强度的平均值为8.6N/mm,最大值为9.4N/mm,最小值为7.9N/mm。
在实施例1中使用的被连接体上,将两个胶带(商品名:HF-105P,由Nitto Denko Corporation制造)粘附在被连接体的两个端部的前表面和后表面上,以跨越被连接体的端部之间的间隙,由此生产多孔体带。当用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察多孔体带的截面时,胶带粘附在被连接体的表面上,没有观察到材料渗透到被连接体的多孔体的空隙中。与实施例1类似,对多孔体带进行拉伸试验和弯曲试验。在比较例1的多孔体带中,拉伸强度的平均值为1.6N/mm,最大值为3.4N/mm,最小值为0.8N/mm。另外,在弯曲试验中,在进行3000次弯曲的阶段,在多孔体带的连接部处该带剥离。
实施例1中使用的被连接体的一个端部的表面与另一个端部的后表面重叠8mm的宽度,端部的前表面和后表面粘合至双面胶带(商品名:5000NS,由Nitto Denko Corporation制造),从而生产多孔体带。与实施例1类似,对多孔体带进行拉伸试验和弯曲试验。在比较例2的多孔体带中,拉伸强度的平均值为5.8N/mm,最大值为7.0N/mm,最小值为4.2N/mm。另外,在弯曲试验中,在进行4000次弯曲的阶段,在多孔体带的连接部处该带剥离。
对于反应液,使用具有下述组成的反应液。注意,余量的离子交换水是使得构成反应液的所有组分的总量为100.0质量%的量。
将10份炭黑(Monarch 1100(商品名),由Cabot Corporation制造),15份树脂水溶液(通过使用氢氧化钾水溶液中和酸值为150、重均分子量(Mw)为8,000和树脂含量为20.0质量%的苯乙烯-丙烯酸乙酯-丙烯酸共聚物水溶液来获得),以及75份纯水混合。将该混合液加入间歇式立式砂磨机(由AIMEX CO.,Ltd.制造)中,该间歇式立式砂磨机中填充有200份直径为0.3mm的氧化锆珠,在用水冷却的同时进行分散处理5小时。当离心分离该分散液以去除粗颗粒时,得到颜料含量为10.0质量%的颜料分散体。
将20份甲基丙烯酸乙酯、3份2,2-偶氮双-(2-甲基丁腈)和2份正十六烷混合并搅拌0.5小时。将该混合物滴加到75份8质量%的苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚物水溶液(酸值:130mgKOH/g,重均分子量(Mw):7,000)中,并搅拌0.5小时。接着,用超声波照射器照射超声波3小时。随后,在氮气气氛中在80℃下进行聚合反应4小时,在室温下冷却后,进行过滤,以制备树脂含量为25.0质量%的树脂细颗粒分散体。
将颜料分散体和树脂细颗粒分散体与以下各组分混合。注意,“余量”的离子交换水是使得构成墨的所有组分的总量为100.0质量%的量。
在充分搅拌并分散混合物后,用孔径为3.0μm的微过滤器(由FUJIFILM Corporation制造)进行加压过滤,从而制备墨。
作为第一层,使用在与第一图像接触的一侧的表面上由平均孔径为0.2μm的由聚四氟乙烯(PTFE)制成的多孔体构成的多轴拉伸膜。通过使结晶化PTFE乳液聚合颗粒压缩成形,并且在PTFE的熔点以下的温度下多轴拉伸而获得原纤化的多孔体的方法来制备第一层。此外,PTFE的软化点为320℃。
作为第二层,使用包括具有由聚丙烯(PP)制成的芯结构和由聚乙烯(PE)制成的鞘结构的第二纤维的HOP系列(商品名,由,Ltd.制造)。PE的软化点为100℃至120℃。第二层包括包含第二纤维a的第二层a和包含第二纤维b的第二层b。第二纤维a的平均纤维直径为5μm,第二纤维b的平均纤维直径为15μm,配置在第一层侧的第二层a中包含的第二纤维a设定得较薄,配置在第三层侧的第二层b中包含的第二纤维b设定得较厚。
作为第三层,使用通过湿法制备聚苯硫醚(PPS)纤维(商品名:TORUKON,由Toray Industries,Inc.制造)制备的无纺布(商品名:PPS纸,由Hirose Paper Mfg.Co.,Ltd.制造)。第三层的平均孔径为20μm。第二表面(其为与第一图像接触的一侧的第一表面的后表面)的平均孔径也是20μm。
通过图9所示的设备将第一层至第三层。具体地,在层叠第一层和第二层之后,进一步层叠第三层,从而生产包括多孔体的被连接体。在各个层叠步骤中,将加热温度调节到140℃至150℃之间。
将被连接体切成预定长度并设置在如图9所示的设备中。此时,将第三层设置在台架1500侧。另外,当设置在图9所示的设备中时,被连接体重叠15mm,并且为了不移动,用固定配重体1600固定,重叠部分的中央用辊式切割机切掉。去除切割后的切割端,在不移动固定配重体1600的情况下,将熔接材料A1300和连接材料1400以该顺序层叠以覆盖连接部。作为熔接材料A1300,使用通过将第二层切割为带状而获得的那些。此外,作为连接材料A1400,使用通过将第一层切割为带状而获得的那些。之后,使加压块1700与连接材料A1400紧密接触以覆盖熔接材料A1300和连接材料A1400的整个区域。控制加热器使得夹在台架1500和加压块1700之间的部分的加热温度为160℃。在10分钟的加热时间、10分钟的保持时间和30分钟的冷却时间之后,移除加压块1700和固定配重体1600,从而得到多孔体带。
将多孔体带引入到图10所示的转印型喷墨记录设备中。通过双面胶带将转印体101固定到支承构件102上。将通过用硅橡胶(KE12(商品名),由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)对厚度为0.5mm的PET片涂覆0.3mm的厚度而得到的涂布片用作转印体101的弹性层。此外,制备通过将缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷以1:1的摩尔比混合并且在回流下加热得到的缩合产物与光阳离子聚合引发剂(SP 150(产品名称),由ADEKA制造)的混合物。对弹性层表面进行大气压等离子体处理,使得水在弹性层表面上的接触角为10度以下。然后,将混合物施加到弹性层上,以通过进行UV照射(高压汞灯,累计曝光量5,000mJ/cm2)和热固化(150℃下2小时)而形成膜,从而生产在弹性层上形成厚度为0.5μm的表面层的转印体101。注意,通过加热装置(未示出)将转印体101的表面保持在60℃。
通过反应液施加装置103施加的反应液的量设定为1g/m2。墨施加装置104使用通过用电热转换元件的按需方法排出墨的类型的喷墨记录头。图像形成时墨的施加量设定为20g/m2。
多孔体带用作液体吸收构件105a,多孔体带的第一表面安装成与转印体接触。另外,通过按压构件105b施加压力,使得转印体101和液体吸收构件105a之间的平均辊隙压力设定为2kg/cm2。液体吸收用的按压构件105b的直径为200mm。
液体吸收构件105a的输送速度通过延伸并输送液体吸收构件105a的延伸辊105c、105d和105e来调节,使得该速度与转印体101的移动速度相同。此外,为了获得与转印体101的移动速度相等的速度,记录介质108通过记录介质用进给辊107a和记录介质卷绕辊107b来输送。记录介质108的输送速度设定为0.2m/s。作为记录介质108,使用Aurora涂布纸(由Nippon Paper Industries Co.,Ltd.制造,基重104g/m2)。
安装在该喷墨记录设备中的作为液体吸收构件105a的多孔体带在图10中的箭头方向上旋转10,000次,但是在此期间多孔体带没有断裂。此外,在该实施例中,当在喷墨记录设备中使用多孔体带来评价输出图像时,获得具有极其优异的照相品质的图像。此外,与仅使用加热器来干燥墨的设备相比,该设备的电力消耗可以大大降低。
通过使用将被连接体的第一表面(前表面)的端部彼此接合的连接材料A、以及将被连接体的第一表面与连接材料A粘合的熔接材料A而将端部的表面彼此接合。此外,通过使用将被连接体的第二表面(后表面)的端部彼此接合的连接材料B、以及将被连接体的第一表面与连接材料B粘合的熔接材料B而将端部的表面彼此接合。作为连接材料A和B,使用实施例5的膜厚度为20μm的双轴取向聚丙烯薄膜(软化点:165℃)。另外,作为熔接材料A和B,使用实施例5的线性低分子量聚乙烯(软化点:110℃)。所得的多孔体带的第一表面的平均孔径小于第二表面(其为多孔体带的第一表面的后表面)的平均孔径。此外,在多孔体带的沿长度方向的截面中,熔接材料A对被连接体的渗透宽度宽于熔接材料B的渗透宽度。
多孔体带用作与实施例6类似的喷墨记录设备的液体吸收构件,多孔体带的第一表面安装成与转印体接触。此时,在连接部中,多孔体带的与第一图像接触的第一表面是具有连接材料A的表面,并且作为多孔体带的第一表面的后表面的第二表面是具有连接材料B的表面。
安装在该喷墨记录设备中的作为液体吸收构件105a的多孔体带在图10中的箭头方向上旋转10,000次,但是在此期间多孔体带没有断裂。此外,在该实施例中,当在喷墨记录设备中使用多孔体带评价输出图像时,获得具有极其优异的照相品质的图像。另外,与仅使用加热器以干燥墨的设备相比,该设备的电力消耗可以大大降低。
本申请要求2016年5月30日提交的日本专利申请第2016-107430号的优先权,其全部内容通过引用并入本文中。