CN111688355A - 液体吸收体、液体吸收器以及液体喷出装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种即使使用了阴离子性吸水性树脂,染料油墨的吸收性也良好的液体吸收体、液体吸收器以及液体喷出装置。该液体吸收体包含多个小片,所述小片包含:含有纤维的第一基材;含有纤维的第二基材;吸水性树脂,其被负载于所述第一基材与所述第二基材之间,所述第一基材中含有离子捕捉剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种液体吸收体、液体吸收器以及液体喷出装置。
背景技术
在喷墨打印机中,通常情况下,在为了防止由油墨的堵塞所造成的印刷品质的降低而实施的头清洗动作、或墨盒更换后的油墨填充动作时,会产生废墨。为了吸收这样的废墨,而使用有具备液体吸收体的液体吸收器。
在例如专利文献1中,公开了一种包含N-乙烯基内酰胺类交联聚合物和基材、且聚合物与基材以特定的质量比复合而成的吸收性复合体,并且记载了该复合体成为油墨吸收能力优异的油墨用吸收剂的内容。
在专利文献1中,记载了如下内容,即,通过N-乙烯基内酰胺类交联聚合物具有交联结构,从而吸收水或其他溶剂而发生溶胀并凝胶化。然而,由于所涉及的聚合物为非离子性,因此与聚丙烯酸等的在主链上具有阴离子性的基团的高吸水性树脂(SAP)相比,水类液体的吸收性能并不一定高。
此外,虽然聚丙烯酸等的具有阴离子性的基团的吸水性树脂水类液体的吸收性能较高,但是如果在作为吸收对象的水或水溶液中包含有高浓度的离子,则吸收速度或吸收量会降低。因此,如果在例如吸收电解质浓度较高的染料油墨等的用途中,应用阴离子性的吸水性树脂,则存在无法得到所期望的吸收特性的情况。因此,提供一种即使使用了阴离子性的吸水性树脂,染料油墨的吸收性也良好的液体吸收体、液体吸收器以及液体喷出装置。
专利文献1:国际公开第2018/008758号
发明内容
本发明所涉及的液体吸收体的一个方式,其包含多个小片,所述小片包含:
含有纤维的第一基材;
含有纤维的第二基材;
吸水性树脂,其被负载于所述第一基材与所述第二基材之间,
所述第一基材中含有离子捕捉剂。
上述液体吸收体的方式中,可以采用如下方式,即,
对于所述第一基材而言,在将该第一基材设为100.0质量份的情况下,含有所述离子捕捉剂0.25质量份以上且30.0质量份以下。
上述液体吸收体的任一种方式中,可以采用如下方式,即,
所述离子捕捉剂从聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、多糖、果胶、瓜尔胶、两性离子型聚合物、离子交换树脂及它们的改性聚合物、以及沸石、蒙脱石、膨润土、粘土、活性炭及它们的多种混合物中选择。
上述液体吸收体的任一种方式中,可以采用如下方式,即,
所述离子捕捉剂可以为聚乙烯吡咯烷酮,
所述聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量(Mw)为9000以上且2800000以下。
上述液体吸收体的任一种方式中,可以采用如下方式,即,
所述离子捕捉剂为聚乙烯醇,
所述聚乙烯醇的质量百分比4.0%的水溶液的20℃时的粘度为4.5mPa·s以上且122.0mPa·s以下,并且所述聚乙烯醇的皂化度为38.0%以上且99.0%以下。
上述液体吸收体的任一种方式中,可以采用如下方式,即,
所述离子捕捉剂为改性聚乙烯醇,
对于含有所述改性聚乙烯醇的基材而言,在将该基材设为100.0质量份的情况下,含有所述改性聚乙烯醇0.25质量份以上且20.0质量份以下。
上述液体吸收体的任一种方式中,可以采用如下方式,即,
所述纤维与所述离子捕捉剂通过交联剂而化学结合。
本发明所涉及的液体吸收器的一个方式为,具备:
上述任一种方式的液体吸收体;
容器,其中收纳有所述液体吸收体。
本发明所涉及的液体喷出装置的一个方式为,包含:
液体喷出头;
吸收从所述液体喷出头被喷出的液体的上述方式的液体吸收器。
附图说明
图1为实施方式所涉及的液体吸收体中所包含的一个小片的截面的示意图。
图2为示意性地表示实施方式所涉及的小片的外形形状的一个示例的立体图。
图3为示意性地表示实施方式所涉及的液体吸收体的图。
图4为用于对液体吸收体所涉及的小片的制造方法进行说明的图。
图5为用于对液体吸收体所涉及的小片的制造方法进行说明的图。
图6为用于对液体吸收体所涉及的小片的制造方法进行说明的图。
图7为用于对液体吸收体所涉及的小片的制造方法进行说明的图。
图8为示意性地表示实施方式所涉及的液体吸收器的剖视图。
图9为示意性地表示实施方式所涉及的液体吸收器的俯视图。
图10为示意性地表示实施方式所涉及的液体喷出装置的图。
具体实施方式
在下文中对本发明的优选实施方式进行说明。以下所说明的实施方式为,对本发明的示例进行说明的方式。本发明不受以下实施方式的任何限定,也包括在不变更本发明的主旨的范围内所实施的各种变形方式。另外,在下文中所说明的结构的全部内容并不一定是本发明的必须的结构。
1.液体吸收体
本实施方式所涉及的液体吸收体100包含多个小片10。
1.1.小片
液体吸收体100中所包含的多个小片10各自吸收液体。由于小片10各自吸收液体,因此作为其集合体的液体吸收体100能够吸收液体。
图1为,本实施方式的液体吸收体100中所包含的一个小片10的截面的示意图。小片10包含第一基材1、第二基材2和吸水性树脂3。
1.1.1.基材
第一基材1以及第二基材2均具有片材状的形状。第一基材以及第二基材2含有纤维。作为纤维,例如可列举出聚酯纤维或聚酰胺纤维等的合成树脂纤维、纤维素纤维、角蛋白纤维、蚕丝蛋白纤维等的天然树脂纤维等。
优选为,第一基材1以及第二基材2中所包含的纤维为纤维素纤维。由于纤维素纤维为具有亲水性的材料,因此在对小片10赋予液体的情况下,将与该液体亲和,从而容易将液体保持、或者使液体与吸水性树脂3接触。
此外,由于纤维素纤维与吸水性树脂3的亲和性较高,因此易于使吸水性树脂3负载于纤维的表面。而且,由于纤维素纤维为可再生的天然素材、且即便在各种纤维中也是廉价且易于获得的,因此从生产成本的降低、稳定的生产、环境负荷的降低等观点考虑也是很有利的。另外,所谓的纤维素纤维,只要是以作为化合物的纤维素为主成分而形成纤维状即可,除了纤维素之外,也可以是包括半纤维素、木质素的物质。
纤维的平均长度优选为0.1mm以上且7.0mm以下,更优选为0.1mm以上且5.0mm以下,进一步更优选为0.1mm以上且3.0mm以下。纤维的平均宽度优选为0.5μm以上且200.0μm以下,更优选为1.0μm以上且100.0μm以下。纤维的平均长宽比、即平均长度相对于平均宽度的比率优选为10以上且1000以下,更优选为15以上且500以下。如果处于这样的范围,则能够更适宜地进行吸水性树脂3的负载、或由纤维实现的液体的保持、液体的与吸水性树脂3的接触,从而能够提高小片10的液体的吸收特性。
第一基材1以及第二基材2中的至少一方含有离子捕捉剂。也可以是第一基材1以及第二基材2这两者都含有离子捕捉剂。
1.1.2.离子捕捉剂
作为离子捕捉剂,能够例示出接触水时不释放离子的高分子、离子交换树脂及它们的改性聚合物、以及沸石、蒙脱石、膨润土、粘土、活性炭等的无机吸附性物质、以及它们的多种混合物。
1.1.2.1.接触水时不释放离子的高分子
接触水时不释放离子的高分子(以下有时称为“非离子聚合物”。)在与水接触时,不将氢离子、金属离子、铵离子、氯根离子、氢氧根离子等的离子释放到水中。
非离子聚合物具有水中的溶解性(亲水性)。作为这样的非离子聚合物的示例,可列举出聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、乙酸乙烯酯以及乙烯醇的共聚物、聚乙二醇(PEG)、甜菜碱聚合物(两性离子型聚合物)、多糖类(多糖、瓜尔胶、果胶)、及在主链或侧链上包含这些结构的高分子、以及它们的多种混合物。而且,非离子聚合物也可以与例如硅烷醇基、羟基、借助于热而示出反应性的基团等结合从而成为改性聚合物。而且,非离子聚合物也可以具有交联结构。
作为非离子聚合物的具体例,作为PVP,可列举出第一工业制药株式会社制商品名“PITZCOL”系列,作为PVA,可列举出日本合成化学株式会社制商品名“GOHSENOL”系列、DENKA株式会社制商品名“DENKA POVAL”系列、株式会社可乐丽制商品名“KURARAY POVAL”系列等。此外,作为非离子聚合物的具体例,作为多糖类,可列举出三菱化学食品株式会社制商品名“Tamarind seed gum(罗望子胶)”,作为甜菜碱聚合物,可列举出大阪有机化学工业株式会社制商品名“RAM Resin”系列(羧基甜菜碱型:(甲基丙烯酰基乙基甜菜碱/丙烯酸酯)共聚物),而且,作为硅烷醇改性聚乙烯醇,可列举出株式会社可乐丽制的商品名“KURARAY Silanol Modified POVAL(可乐丽硅烷醇改性POVAL)”系列等。
优选为,非离子聚合物在接触水或有机溶剂时不形成溶液。对于非离子聚合物而言,例如,如果分子量增高,则水或有机溶剂中的溶解性降低,而且,通过导入交联,从而水或有机溶剂中的溶解性降低。在非离子聚合物的分子量较高的情况或具有交联的情况下,当接触水或有机溶剂时,则容易发生溶胀,或者容易发生凝胶化。这样非离子聚合物的溶解性能够通过分子量、交联度等来调节。如果使非离子聚合物不溶解于水或有机溶剂,则即使液体接触了小片10,也容易停留在纤维与纤维之间的间隙中,从而易于维持被含有在基材中的状态。
非离子聚合物能够吸收对小片10赋予的液体中的水或有机溶剂。此外,对于非离子聚合物而言,在液体为油墨等的情况下,能够吸附油墨中的颜色材料。特别是,在液体为染料油墨的情况下,能够吸附并保持(捕捉)油墨中的染料。此外,非离子聚合物相对于染料而具有相溶性,通过使其包含于表面面积较大的基材的纤维中,从而能够提高与染料接触的接触机会。
1.1.2.2.离子交换树脂
作为离子交换树脂,可列举出捕捉阳离子的阳离子交换树脂、捕捉阴离子的阴离子交换树脂。
阳离子交换树脂具有捕捉液体中的阳离子、释放氢离子的功能。例如,在阳离子交换树脂与水溶液接触的情况下,将捕捉水溶液中的阳离子,并由此而释放氢离子。所释放出的氢离子例如被水溶液中的氢氧根离子中和,从而生成水。
阳离子交换树脂能够去除金属离子、铵离子等的阳离子。这样的阳离子交换树脂有时称为“H型”。
虽然阳离子交换树脂根据作为其官能团的酸的强度而分类为强酸性阳离子交换树脂、弱酸性阳离子交换树脂,但可以使用任一种。如果考虑阳离子交换的效率,则更优选使用作为酸的强度更强的强酸性阳离子交换树脂。
阳离子交换树脂的性状可以为多孔型,也可以使用更通用且廉价的凝胶型。此外,虽然阳离子交换树脂的外形形状可以呈鳞片状、针状、纤维状、粒子状等任何形状,但优选其大部分呈粒子状。在阳离子交换树脂呈粒子状的情况下,有时更容易使吸水性树脂3负载于第一基材1以及第二基材2的纤维上。
此外,即使在阳离子交换树脂中,在将平均粒径设为D[μm]、将第一基材1以及第二基材2的纤维的平均长度设为L[μm]时,也优选为满足0.15≤L/D≤467的关系,更优选为满足0.25≤L/D≤333的关系,进一步优选为满足2≤L/D≤200的关系。阳离子交换树脂的平均粒径也可以根据需要通过基于常规方法的粉碎来进行调节。
对于小片10中的阳离子交换树脂的含量而言,在将基材设为100.0质量份的情况下,优选为0.01质量份以上且100.0质量份以下,更优选为0.25质量份以上且30.0质量份以下。由此,小片10能够充分地确保对于染料油墨的吸收特性以及渗透性。
作为能够在本实施方式的小片10中使用的阳离子交换树脂的市售品,可列举出东亚合成株式会社制商品名“IXE-100”及其系列、奥加诺(Organo)株式会社制Amberlite系列的商品名“IR120B”、“IR124”、“FPC3500”、“IPC76”、Amberlyst系列的商品名“15DRY”、“15JWET”、“16WET”、“31WET”、“35WET”等、三菱化学株式会社制凝胶型DIAION SK系列(H型)的商品名“SK104”、“SK1B”、多孔型DIAION PK系列(H型)的商品名“PK212”、“PK216”、“PK228”等、富士胶片和光纯药株式会社制商品名“固体超强酸(硫酸化氧化锆(SO4/ZrO2))”等、GS Alliance株式会社制“Carbon Type Solid Acid Catalyst(碳类固体酸催化剂)”等。
阴离子交换树脂具有捕捉液体中的阴离子、释放氢氧根离子的功能。例如,在阴离子交换树脂与水溶液接触的情况下,将捕捉水溶液中的阴离子,并由此而释放出氢氧根离子。所释放的氢氧根离子例如被水溶液中的氢离子中和,从而生成水。
阴离子交换树脂例如能够去除乙酸、硫酸、氯化钠等发生电离时的阴离子这样的分子量比较小的阴离子、染料、蛋白质、核酸等发生电离时的阴离子这样的分子量比较大的阴离子。这样的阴离子交换树脂有时称为“OH型”。
虽然能够作为阴离子交换树脂而使用的阴离子交换树脂根据作为其官能团的碱的强度而被分类为强碱性阴离子交换树脂、弱碱性阴离子交换树脂,但可以使用任一种。此外,阴离子交换树脂的性状可以为多孔型,也可以使用更通用且廉价的凝胶型。此外,虽然阴离子交换树脂的外形形状可以呈鳞片状、针状、纤维状、粒子状等任何形状,但优选其大部分呈粒子状。在阴离子交换树脂呈粒子状的情况下,能够使之更适宜地负载于纤维上。
此外,即使在阴离子交换树脂中,在将平均粒径设为D[μm]、将第一基材1以及第二基材2中所包含的纤维的平均长度设为L[μm]时,也优选为满足0.15≤L/D≤467的关系,更优选为满足0.25≤L/D≤333的关系,进一步优选为满足2≤L/D≤200的关系。此外,阴离子交换树脂的平均粒径也可以根据需要通过基于常规方法的粉碎来进行调节。
作为阴离子交换树脂的市售品,可列举出东亚合成株式会社制“IXE”系列的商品名“IXE-500”、“IXE-530”、“IXE-550”、“IXE-700F”、“IXE-700D”、“IXE-800”等、奥加诺株式会社制Amberlite系列的商品名“IRA400J OH”、“IRA402BL OH”、“IRA404J OH”、“IRA900JOH”、“IRA904 OH”、“IRA458RF OH”、“IRA958 OH”、“IRA900J OH”等、三菱化学株式会社制凝胶型DIAION SA系列(I型)系列(OH型)的商品名“SA10A”等。
虽然离子交换树脂的外形形状例如可以呈鳞片状、针状、纤维状、粒子状等任何形状,但优选其大部分呈粒子状。在离子交换树脂呈粒子状的情况下,能够很容易地确保水的渗透性。此外,如果是粒子状,则有时更容易使离子交换树脂负载于第一基材1以及第二基材2的纤维上。另外,所谓粒子状,是指长宽比、即最大长度与最小长度之比为0.3以上且1.0以下的形状。粒子的平均粒径优选为0.15μm以上且800.0μm以下,更优选为15.0μm以上且400.0μm以下,进一步更优选为15.0μm以上且50.0μm以下。
另外,作为粒子的平均粒径,例如可以使用由激光衍射式粒度分布测定装置所测定的体积平均的粒度MVD(Mean Volume Diameter:平均体积直径)。在将激光衍射散射法作为测定原理的粒度分布测定装置、即激光衍射式粒度分布测定装置中,能够以体积基准来测定粒度分布。
1.1.2.3.无机吸附性物质
无机吸附性物质为多孔性无机高分子、层状化合物等的比表面积较大的物质。无机吸附性物质能够作为离子捕捉剂而发挥功能,并且能够吸附并捕捉阳离子以及阴离子中的至少一方。
作为无机吸附性物质的具体例,可以例示出沸石等的多孔性的铝硅酸盐、蒙脱石、膨润土、绿土、粘土等的层状硅酸盐(层状的粘土矿物)、活性炭等。即使在这其中,作为无机吸附性物质,也更优选为,从沸石、蒙脱石、膨润土、粘土以及活性炭中选择。另外,无机吸附性物质的外形形状与上述的离子交换树脂是同样的。
1.1.3.离子捕捉剂的负载
虽然上述例示的离子捕捉剂被包含在第一基材1以及第二基材2中的至少一方中,但作为基材中的存在形态,是能够设为粒子状、薄膜状、以及它们的形态共存的形态的。在以下的说明中,将第一基材1以及第二基材2称为“基材”,并对离子捕捉剂被包含于基材中的形态等进行说明。
虽然在基材中包含有纤维,但离子捕捉剂在基材中既可以以附着于纤维上的形态存在,也可以以被覆纤维的形态存在。此外,也可以使纤维所具有的官能团与离子捕捉剂所具有的官能团反应,从而以纤维与离子捕捉剂化学结合的形态存在。例如,在为离子捕捉剂具有硅烷醇基的情况、且纤维为纤维素的情况下,能够通过使离子捕捉剂的硅烷醇基与纤维素的羟基反应,从而使离子捕捉剂以纤维与离子捕捉剂化学结合的形态而包含于基材。
此外,即使在纤维与离子捕捉剂通过交联剂而化学结合的情况下,也由于离子捕捉剂更难从纤维脱落,因此较为优选。例如,在为离子捕捉剂具有羟基的情况、且纤维为纤维素的情况下,能够将离子捕捉剂的羟基与纤维素的羟基通过二异氰酸酯等交联剂而进行交联,从而使离子捕捉剂以纤维与离子捕捉剂化学结合的形态包含于基材。
在纤维与离子捕捉剂通过交联剂而化学结合的情况下,所使用的交联剂可根据离子捕捉剂所具有的官能团以及纤维所具有的官能团的种类来适当选定。作为交联剂,能够适宜使用例如嵌段聚异氰酸酯类、二异氰酸酯类、硅烷偶联剂等。
嵌段聚异氰酸酯只要在一个分子内含有形成至少2个以上的异氰酸酯基的基团即可,并没有被特别限制。此外,作为嵌段聚异氰酸酯的基本骨架,可列举出芳香族聚异氰酸酯、脂环族聚异氰酸酯、脂肪族聚异氰酸酯等。从黄变较少这一观点出发,更优选为脂环族聚异氰酸酯、脂肪族聚异氰酸酯。
作为芳香族聚异氰酸酯,例如可列举出2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯及其混合物(TDI)、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(MDI)、萘-1,5-二异氰酸酯、3,3-二甲基-4,4-亚联苯基二异氰酸酯、粗制TDI、聚亚甲基聚苯基二异氰酸酯、粗制MDI、亚苯基二异氰酸酯、亚二甲苯基二异氰酸酯等的芳香族二异氰酸酯。
作为脂环族聚异氰酸酯,例如可列举出1,3-环戊烷二异氰酸酯、1,3-环戊烯二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯等。
作为脂肪族聚异氰酸酯,例如可列举出三亚甲基二异氰酸酯、1,2-亚丙基二异氰酸酯、亚丁基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等。
作为形成嵌段聚异氰酸酯的基本骨架的聚异氰酸酯衍生物,例如,除了上述的聚异氰酸酯的多聚体(例如,2聚体、3聚体、5聚体、7聚体等)之外,还可列举出使1种或2种以上与含有活性氢的化合物反应而得的化合物。作为这样的化合物,可列举出脲基甲酸酯改性物(例如,通过聚异氰酸酯与醇类的反应而生成的脲基甲酸酯改性物等)、多元醇改性物(例如,通过聚异氰酸酯与醇类的反应而生成的多元醇改性物(醇加成物)等)、缩二脲改性物(例如,通过聚异氰酸酯与水或胺类的反应而生成的缩二脲改性物等)、脲改性物(例如,通过聚异氰酸酯与二胺的反应而生成的脲改性物等)、噁二嗪三酮改性物(例如,通过聚异氰酸酯与碳酸气的反应而生成的噁二嗪三酮等)、碳化二亚胺改性物(通过聚异氰酸酯的脱碳酸缩合反应而生成的碳化二亚胺改性物等)、脲二酮改性物、脲酮亚胺改性物等。
作为嵌段聚异氰酸酯的具体例,例如可列举出Meikanate CX、SU-268A、MeikanateTP-10(均为明成化学工业株式会社制的商品名)、Elastron BN-69、Elastron BN-77、Elastron BN-27(均为第一工业制药株式会社制)、Aqua BI200、Aqua BI220(均为巴辛顿公司制)、Takelac WS系列(三井化学株式会社制)等。
优选为,在将基材设为100.0质量份时,在基材中含有0.1质量份以上且30.0质量份以下的离子捕捉剂、优选0.25质量份以上且30.0质量份以下的离子捕捉剂、更优选0.5质量份以上且20.0质量份以下的离子捕捉剂、进一步优选5.0质量份以上且15.0质量份以下的离子捕捉剂。
在作为离子捕捉剂而选择聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的情况下,聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量(Mw)优选为9000以上且2800000以下,进一步优选为45000以上且1200000以下。另外,重均分子量能够以JIS K 72752-3“第3部:常温附近下的方法”为基准来测定。
在作为离子捕捉剂而选择聚乙烯醇(PVA)的情况下,优选聚乙烯醇的质量百分比4.0%的水溶液的20℃时的粘度为4.5mPa·s以上且122.0mPa·s以下,并且聚乙烯醇的皂化度为38.0%以上且99.0%以下。此外,在作为离子捕捉剂而选择聚乙烯醇(PVA)的情况下,优选聚乙烯醇的质量百分比4.0%的水溶液的20℃时的粘度为48.0mPa·s以上且122.0mPa·s以下,并且皂化度为86.5%以上且99.0%以下。另外,皂化度能够以JIS K67261994“聚乙烯醇试验方法”为基准来测定。
而且,在作为离子捕捉剂而选择了改性聚乙烯醇(硅烷醇改性聚乙烯醇)的情况下,当将基材设为100.0质量份时,含有改性聚乙烯醇的基材优选含有改性聚乙烯醇0.25质量份以上且20.0质量份以下。
离子捕捉剂例如可以以水溶液、水分散液的形态来赋予到基材上。在该情况下,例如,能够通过喷雾涂布、借助于刷毛的涂布、辊涂布、喷墨法等而将离子捕捉剂的水溶液或水分散液赋予到基材上,并根据需要而进行干燥,从而使离子捕捉剂包含于基材中。此外,根据需要,也可以进一步通过喷雾涂布、借助于刷毛的涂布、辊涂布、喷墨法等而赋予交联剂溶液。而且,也可以将离子捕捉剂以及交联剂的溶液一次地赋予到基材上。
第一基材1以及第二基材2也可以包含纤维、离子捕捉剂以外的物质。作为这样的物质,例如可列举出将纤维间粘结的粘合剂等。因此,作为第一基材1以及第二基材2的原材料的具体例,可列举出包括废纸的纸、无纺布、纸浆板等。
第一基材1以及第二基材2也包括所含有的离子捕捉剂在内,既可以为彼此不同的材质,也可以为相同的材质。但是,在第一基材1以及第二基材2为相同的材质的情况下,如后文所述那样能够将一张基材折叠而形成小片10,因而在能够容易制造的方面考虑是更较为优选的。
1.1.4.吸水性树脂
吸水性树脂3被配置于第一基材1以及第二基材2之间。吸水性树脂3被负载于第一基材1以及第二基材2之间。吸水性树脂3也可以通过吸水性树脂3本身的表面的粘着性等而被直接负载于第一基材1以及第二基材2上。
由于吸水性树脂3被配置于第一基材1与第二基材2之间,因此抑制了吸水性树脂3从第一基材1以及第二基材2脱落的情况。此外,也可以如图1所示那样,使吸水性树脂3的一部分从第一基材1以及第二基材2的内侧表面进入到内部。即,吸水性树脂3的一部分也可以含浸于第一基材1以及第二基材2中。如果这样设置,则能够进一步提高第一基材1以及第二基材2的对于吸水性树脂3的负载力。
吸水性树脂3为具有吸水性的SAP(Super Absorbent Polymer,高吸收性聚合物)。所谓吸水,是指将周围的水分子引进并保持的功能。吸水性树脂3也可以通过吸水而溶胀、凝胶化。具体而言,吸水性树脂3吸收液体中的水、或具有亲水性的有机溶剂等的液体。
作为吸水性树脂3,例如可列举出羧甲基纤维素、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、淀粉-丙烯酸接枝共聚物、淀粉-丙烯腈接枝共聚物的水解物、乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物、异丁烯与马来酸的共聚物等、丙烯腈共聚物、丙烯酰胺共聚物的水解物、聚环氧乙烷、聚磺酸系化合物、聚谷氨酸、或它们的盐、改性物、交联物等。
虽然作为吸水性树脂3,也可以使用对于成为吸收对象的液体的电解质浓度的依赖性较小的、具有吸收特性的非离子类吸水性树脂(例如,日本触媒株式会社制的聚乙烯吡咯烷酮交联物等),但与具有酸基的通用性的阴离子类的吸水性树脂相比,从每份重量的液体的吸收量为约1/5~1/20和吸收量特性差、以及价格较高的方面考虑,优选使用阴离子类的吸水性树脂、或主要使用阴离子类的吸水性树脂,而不仅仅由非离子类吸水性树脂构成。
如此,作为吸水性树脂3,优选为具有酸基的树脂。作为酸基,可列举出羧基、磺酸基、磷酸基等。即使在这些酸基中,从容易制造、获得的方面考虑,也更优选为具有羧基的树脂。
作为具有羧基的树脂,可列举出在侧链上具有羧基的聚合物,作为用于获得这样的聚合物的单体单元,例如可列举出衍生自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、巴豆酸、富马酸、山梨酸、肉桂酸或它们的酸酐、盐等的单体的单元。优选为,本实施方式的吸水性树脂3由包含这些单体单元的聚合物构成。
在于吸水性树脂3中包含酸基的情况下,被中和而形成盐的酸基的比例优选为30.0mol%以上且100.0mol%以下,更优选为50.0mol%以上且95.0mol%以下,进一步更优选为60.0mol%以上且90.0mol%以下,特别优选为70.0mol%以上且80.0mol%以下。由此,吸水性树脂3能够非常良好地吸收水。此外,此时中和的盐的种类例如可列举出钠盐、钾盐、锂盐等碱金属盐、铵等的含氮碱性物质的盐等,其中优选为钠盐。
优选为,吸水性树脂3含有聚(甲基)丙烯酸盐共聚物或者聚(甲基)丙烯酸聚合交联物。在聚(甲基)丙烯酸盐共聚物以及聚(甲基)丙烯酸聚合交联物中,具有羧基的单体单元在构成分子链的全部构成单元中所占的比例优选为50.0mol%以上,更优选为80.0mol%以上,进一步更优选为90.0mol%以上。
虽然吸水性树脂3的外形形状可以呈例如鳞片状、针状、纤维状、粒子状等任何形状,但优选为其大部分呈粒子状。在吸水性树脂3呈粒子状的情况下,能够很容易地确保水的渗透性。此外,如果是粒子状,则有时更容易使吸水性树脂3负载于第一基材1以及第二基材2的纤维上。另外,所谓粒子状,是指长宽比、即最大长度与最小长度之比为0.3以上且1.0以下的形状。粒子的平均粒径优选为1.5μm以上且800.0μm以下,更优选为15.0μm以上且400.0μm以下,进一步更优选为15.0μm以上且50.0μm以下。
另外,作为粒子的平均粒径,例如可以使用由激光衍射式粒度分布测定装置所测定的体积平均粒度MVD(Mean Volume Diameter)。在将激光衍射散射法作为测定原理的粒度分布测定装置、即激光衍射式粒度分布测定装置中,可以以体积基准来测定粒度分布。
当将吸水性树脂3的平均粒径设为D[μm]、将第一基材1以及第二基材2的纤维的平均长度设为L[μm]时,优选为满足0.15≤L/D≤467.0的关系,更优选为满足0.25≤L/D≤333.0的关系,进一步优选为满足2≤L/D≤200.0的关系。吸水性树脂3的平均粒径也可以根据需要而通过基于常规方法的粉碎来进行调节。
在小片10中,吸水性树脂3的含量相对于纤维而优选为质量百分比25.0%且以上质量百分比300.0%以下,更优选为质量百分比50.0%以上且质量百分比150.0%以下。由此,小片10能够充分地确保对于液体的吸收特性以及渗透性。
作为适合于本实施方式的小片10的吸水性树脂3的市售品,可列举出株式会社日本触媒制的商品名“AQUALIC CA”、“AQUALIC CS”及其系列、三洋化成工业株式会社制的商品名“SANWET”、“SANFRESH ST-500MPSA”及其系列、巴斯夫日本株式会社制的商品名“Hysorb”系列、赢创(Evonik)日本株式会社制的商品名“FAVOR”系列、株式会社SNF制的“AQUASORB”系列等。
1.1.5.小片的形状等
图2为,示意性地表示小片10的外形形状的一个示例的立体图。小片10是将吸水性树脂3被片材状的第一基材1以及第二基材2夹持并负载而得的片材通过切碎机等而被细小地裁断成碎片状而成的物质。因此,可以认为,如上所述的图1示意性地表示了小片10的一部分。优选为,小片10为具有可挠性的带状。由此,小片10容易变形,从而在收纳于容器中等的情况下,容易处理。
对于小片10的全长、即长边方向的长度而言,优选为0.5mm以上且200.0mm以下,更优选为1.0mm以上且100.0mm以下,进一步更优选为2.0mm以上且30.0mm以下。
对于小片10的宽度、即短边方向的长度而言,优选为0.1mm以上且100.0mm以下,更优选为0.3mm以上且50.0mm以下,进一步更优选为1.0mm以上且10.0mm以下。
对于小片10的全长与宽度的长宽比而言,优选为1以上且200以下,更优选为1以上且30以下。对于小片10的厚度而言,优选为0.05mm以上且2.0mm以下,更优选为0.1mm以上且1.0mm以下。
如果处于以上这样的范围,则能够适宜地进行吸水性树脂3的负载、或借助于纤维的液体的保持、液体的向吸水性树脂3的送入,从而能够相对于液体而具有优异的吸收特性。
1.1.6.小片的功能以及作用效果
小片10吸收液体。如上述那样,在本实施方式的小片10中包含吸水性树脂3,并且在第一基材1以及第二基材2中的至少一方中含有离子捕捉剂。因此,在液体接触了小片10的情况下,液体会被第一基材1或第二基材2吸收、和/或被吸水性树脂3吸收。
在吸水性树脂3为具有酸基的吸水性良好的树脂的情况下,如果作为吸收对象的液体中的离子的浓度变高,则吸水量或吸水速度等的吸水性能有时会降低。例如,在吸收染料油墨等的电解质浓度较高的液体的情况下,即使增加吸水性树脂3的使用量,因离子的影响,液体吸收率也不会与吸水性树脂3的增量相应地增高。
在此,在本实施方式的小片10的基材中,包含离子捕捉剂。在本实施方式的小片10中,由于离子捕捉剂捕集离子,因此离子难以从外部到达至存在吸水性树脂3的第一基材1与第二基材2之间的间隙中。由此,能够抑制吸水性树脂3的吸水性能的降低,并且能够良好地维持由吸水性树脂3实现的液体的吸收。
虽然小片10所吸收的液体并没有特别限定,但优选为水类的液体。此外,由于本实施方式的小片10具有上述这样的结构以及效果,因此即使对于电解质浓度较高的液体也具有优异的吸收性能。因此,在应用于例如染料油墨等的离子浓度较高的液体的情况下,能够发挥特别显著的效果。
另外,一般而言,油墨以大致区分的方式,可大致区分为颜料油墨、染料油墨、它们的混合油墨这三种。根据各个油墨的颜色材料的差异可知,在颜料油墨中,因电解质浓度较低而在阴离子类吸水性树脂中的吸收率良好,在染料油墨中,因电解质浓度较高而在阴离子类吸水性树脂中的吸收率相对较低。
1.2.液体吸收体
图3为,示意性地表示本实施方式的液体吸收体100的图。如图3所示那样,液体吸收体100具有多个上述的小片10。即,液体吸收体100为小片10的集合体。液体吸收体100中所包含的小片10的个数只要是多个即可,并没有被特别限定,例如为100个以上,优选为200个以上,更优选为500个以上。
在液体吸收体100中,既可以包含全长、宽度、长宽比、以及厚度中的至少一个相同的小片10,也可以包含它们均不同的小片10。
优选为,构成液体吸收体100的多个小片10呈规则的形状。由此,液体吸收体100的体积密度难以产生不均,从而能够抑制在液体的吸收特性上产生不均的情况。在液体吸收体100中,呈规则的形状的小片10的含量为液体吸收体100整体的质量百分比30.0%以上,优选为质量百分比50.0%以上,更优选为质量百分比70.0%以上。
优选为,构成液体吸收体100的多个小片10例如以长度方向互不一致而交叉的方式、不具有规则性地空间性地随机配置。如果这样配置,则在小片10彼此之间容易形成间隙。由此,液体能够穿过小片10间的间隙,或者在间隙微小的情况下,因毛细管现象而润湿扩展,从而能够确保液体的通液性。例如,在液体吸收体100被收纳于容器中的情况下,能够抑制在容器内朝向下方流动的液体在途中被拦截的情况,从而液体能够朝向容器的底部顺利地渗透。
此外,由于通过在容器中空间性地、随机地收纳有多个小片10,从而作为液体吸收体100整体而增加了与液体接触的机会,因此液体吸收体100能够针对液体而具有优异的吸收特性。此外,由于在将液体吸收体100收纳于容器中时,能够将小片10随便地投入到容器中,因此能够很容易且迅速地进行该操作。此外,由于小片10容易变形,因此在将由多个小片10构成的液体吸收体100收纳于容器中时,液体吸收体100将与容器的形状无关地变形从而合理地被收纳,进而对于容器的形状追随性良好。
液体吸收体100的体积密度优选为0.01g/cm3以上且0.5g/cm3以下,更优选为0.03g/cm3以上且0.3g/cm3以下,进一步更优选为0.05g/cm3以上且0.2g/cm3以下。由此,能够使液体的保持性以及渗透性共存。
另外,液体吸收体100也可以包含上述以外的材料。作为这样的材料,例如可列举出表面活性剂、润滑剂、消泡剂、填料、防粘连剂、紫外线吸收剂、颜料、染料等的着色剂、阻燃剂、流动性提高剂等。
在本实施方式的液体吸收体100中,由于小片10具有上述那样的结构以及效果,因此即使针对离子浓度较高的液体也具有优异的吸收性能。因此,在应用于例如染料油墨等的离子浓度较高的液体的情况下,能够发挥特别显著的效果。
1.3.液体吸收体的制造方法
对于本实施方式所涉及的液体吸收体100的制造方法,将在参照附图的同时进行说明。图4~图7为,用于对液体吸收体100的小片10的制造方法进行说明的图。液体吸收体100的小片10例如以下的方式被制造出来。
如图4所示那样,将成为第一基材1以及第二基材2的片材状的片材构件5(例如,废纸)载置于载置台101上。然后,从一个面侧对片材构件赋予包含水的液体,例如纯水。作为该赋予的方法,可列举出借助于喷雾的涂布、或预先使包含水的液体渗入海绵辊并使该海绵辊在片材状的片材构件的一个面上滚动的方法等。
如图5所示那样,将吸水性树脂3赋予到片材构件5的面5a上。此时,虽然吸水性树脂3通过散布赋予即可,但也可以根据需要而经由网状物等来散布。
如图6所示那样,在被载置于载置台101的片材构件5上散布了吸水性树脂3之后,以使被赋予了吸水性树脂3的面5a成为内侧的方式,折叠片材构件5。
如图7所示那样,将折弯了的片材构件5配置于一对加热块103之间。然后,对一对加热块103进行加热,并且向一对加热块103接近的方向进行加压,从而将片材构件5向厚度方向进行加压。由此,吸水性树脂3通过加热而软化,或者通过加压而进入片材构件5的内侧。此外,被折弯而重叠的吸水性树脂3彼此也可以软化而接合。
本工序中的加压压力优选为0.1kg/cm2以上且1.0kg/cm2以下,更优选为0.2kg/cm2以上且0.8kg/cm2以下。本工序中的加热温度优选为80.0℃以上且160.0℃以下,更优选为100.0℃以上且120.0℃以下。
然后,通过将加热以及加压解除,从而使温度下降,使吸水性树脂3以进入片材构件5的内部的状态而被粘接,进一步地,被折弯而重叠的片材构件5通过吸水性树脂3而被接合。此外,在使用了粘接剂的情况下,重叠的片材构件5粘接力更高地被接合在一起。
接下来,利用例如剪刀、切割机、磨机、切碎机等而将片材构件5细小地裁断、粗碎、粉碎,或者用手细小地撕碎,从而形成多个小片10。另外,被折弯而重叠的片材构件5构成小片10中的第一基材1以及第二基材2。所得到的小片10的集合体为液体吸收体100,在量取所希望的量之后,用手拆解等从而对体积密度或形状进行调节。
离子捕捉剂通过赋予水溶液和/或水分散液,从而被包含于片材构件5中。作为赋予的方法,能够通过利用喷雾涂布、借助于刷毛的涂布、辊涂布、喷墨法等的涂布来进行。所涉及的涂布,可以在将吸水性树脂3赋予给基材之前进行,也可以在将吸水性树脂3赋予给基材之后进行。即,对于离子捕捉剂而言,在制造液体吸收体100情况下,只要最终被包含于基材中即可。
在进行喷雾涂布的情况下,既可以针对片材构件5而预先进行喷雾,也可以在加热加压后进行喷雾,还可以在形成小片10之后进行喷雾而赋予。此外,在通过借助于刷毛的涂布、辊涂布、喷墨法等进行涂布的情况下,既可以针对片材构件5而预先进行涂布,也可以在加热加压后进行涂布。在通过借助于刷毛的涂布、辊涂布、喷墨法等进行涂布的情况下,在形成小片10之前进行涂布时效率较好。
另外,在对片材构件5涂布、喷雾离子捕捉剂的溶液等的情况下,既可以涂布、喷雾在片材构件5的单面上,也可以涂布、喷雾在两面上。
2.液体吸收器
关于实施方式所涉及的液体吸收器,在参照附图的同时进行说明。图8为,示意性地表示本实施方式所涉及的液体吸收器300的剖视图。图9为,示意性地表示实施方式所涉及的液体吸收器300的俯视图。另外,图8为,图9的I-I线剖视图。
如图8以及图9所示那样,液体吸收器300具备液体吸收体100、作为容器的壳体20、和盖体30。另外,为了便于说明,在图8以及图9中,以简化的方式而图示了液体吸收体100。此外,在图9中,省略了管506的图示。以下,对各个构成进行说明。
2.1.壳体
壳体20为,对上述液体吸收体100进行收纳的容器。如图8所示那样,在壳体20中收纳有液体吸收体100。壳体20例如具有如下部分,即,具有四边形的平面形状的底部22、和沿着底部22的各边而设置的四个侧壁部24。壳体20具有上部被开口的形状。另外,底部22的平面形状不限定于四边形,例如也可以为圆。
当将壳体20的容积设为V1、将吸收油墨之前的液体吸收体100的总体积设为V2时,V2与V1之比、即V2/V1例如为0.1以上且0.7以下,优选为0.2以上且0.7以下。
优选为,壳体20具有在内压或外力作用于壳体20的情况下,容积V1不会发生10%以上的变化的程度的形状保持性。由此,即使壳体20在液体吸收体100吸收油墨等的液体后膨胀从而从液体吸收体100受到力,也能够维持壳体20的形状。因此,壳体20的设置状态稳定,液体吸收体100能够稳定地吸收油墨等的液体。
壳体20的材质例如为环状聚烯烃或聚碳酸酯等的树脂材料、铝或不锈钢等的金属材料。
2.2.盖体
盖体30堵塞壳体20的开口26。盖体30覆盖液体吸收体100。液体吸收体100被盖体30与壳体20的底部22夹持。盖体30的厚度优选为50μm以上且5mm以下,更优选为100μm以上且3mm以下。虽然在图9所示的例子中,盖体30的平面形状为长方形,但并未被特别限定。
盖体30具有向液体吸收体100侧凹陷的凹部32、和在俯视观察时被设置于凹部32的周边的周边部34。凹部32被设置在油墨被排出的位置上。凹部32在俯视观察时例如被设置于包含盖体30的中心的位置处。
凹部32具有底部32a以及侧壁部32b。在图示的示例中,底部32a具有四边形的平面形状。侧壁部32b沿着底部32a的各边而设置。在盖体30的油墨排出的位置处,以包围该位置的至少一部分的方式而设置有侧壁部32b。侧壁部32b连接于底部32a。在从管506排出油墨等的液体时,如图8所示那样,将管506***由凹部32规定的空间并进行排出。通过凹部32,从而能够抑制在液体被排出时产生气泡而向外溢出的情况。凹部32中表面活性剂的含量较多,并且呈对于容易产生气泡的液体特别有效的形状。
周边部34为,将盖体30的凹部32除外的部分。在图9所示的示例中,周边部34被设置成在俯视观察时包围凹部32。位于周边部34与底部22之间的液体吸收体100的厚度大于位于凹部32与底部22之间的液体吸收体100的厚度。
在盖体30中,设置有供液体通过的贯穿孔36。贯穿孔36在厚度方向上贯穿盖体30。盖体30具有与液体吸收体100接触的面30a、和与面30a相反一侧的面30b。贯穿孔36从被设置于面30a上的开口36a起贯穿至被设置于面30b上的开口36b为止。在图9所示的示例中,开口36a、36b的形状以及大小彼此相同。贯穿孔36被设置于盖体30的液体排出的位置处。
贯穿孔36被设置于凹部32中。在图示的示例中,贯穿孔36被设置于底部32a、侧壁部32b以及周边部34上。贯穿孔36的形状例如为四边形,在图示的示例中为正方形。另外,贯穿孔36并不限于正方形,也可以为长方形、三角形、五角形、六边形等的多边形、或圆形、椭圆形、六芒星等的星形等。
贯穿孔36被设置有多个。贯穿孔36的数量并未被特别限定。在图9所示的示例中,贯穿孔36在第一方向、以及与第一方向正交的第二方向上以矩阵状排列。
盖体30的材质例如为聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈-苯乙烯(AS)、改性聚苯醚(PPE)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚砜(PSU)、聚缩醛(POM)、尼龙、聚醚醚酮(PEEK)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)、聚四氟乙烯(PTFE)等的树脂材料。
另外,盖体30也可以为以由不锈钢线、铁线、铜线等构成的金属形成的网状物构件或冲压构件。此外,盖体30的面30a、30b以及贯穿孔36的内面也可以被实施疏水处理。由此,能够防止油墨堆积于盖体30上的情况。
上述的液体吸收器300由于在壳体20(容器)中收纳有上述的液体吸收体100,因此即使对于离子浓度较高的液体也具有优异的吸收性能。因此,在应用于例如染料油墨等的离子浓度较高的液体的情况下,能够发挥特别显著的效果。
3.液体喷出装置
接下来,关于本实施方式所涉及的液体喷出装置,在参照附图的同时进行说明。图10为,示意性示出本实施方式所涉及的液体喷出装置500的图。
如图10所示,液体喷出装置500例如包含:将作为液体的油墨Q喷出的液体喷出头502、防止液体喷出头502的喷嘴502a的堵塞的压盖单元504、将压盖单元504与液体吸收器300连接的管506、将油墨Q从压盖单元504送出的滚柱泵(roller pump)508、和将油墨Q的废液回收的液体吸收器300。
液体喷出头502具有多个朝向下方喷出油墨Q的喷嘴502a。液体喷出头502能够在相对于PPC(Plain Paper Copier,普通纸复印机)薄片等这样的记录介质进行移动的同时,喷出油墨Q而实施印刷。
压盖单元504在液体喷出头502处于待机位置时,通过滚柱泵508的动作,从而对多个喷嘴502a进行一并抽吸,由此防止喷嘴502a的堵塞。
管506为,使经由压盖单元504而被抽吸的油墨Q朝向液体吸收器300通过的构件。管506例如具有可挠性。
滚柱泵508被配置于管506的中途处。滚柱泵508具有滚柱部508a、和在滚柱部508a之间夹持管506的中途的夹持部508b。通过滚柱部508a进行旋转,从而经由管506而在压盖单元504中产生抽吸力。并且,通过滚柱部508a继续旋转,从而能够将附着于喷嘴502a上的油墨Q送入到液体吸收器300。油墨Q被送入液体吸收器300,并作为废液而被吸收。
液体吸收器300以可装卸的方式被安装于液体喷出装置500上。液体吸收器300在安装于液体喷出装置500上的状态下,吸收从液体喷出头502被喷出的油墨Q。液体吸收器300为所谓废液罐。如果液体吸收器300的油墨Q的吸收量达到了极限,则能够将该液体吸收器300更换为新的未使用的液体吸收器300。
另外,关于液体吸收器300的油墨Q的吸收量是否达到极限,可以利用液体喷出装置500的未图示的检测部来进行检测。此外,在液体吸收器300的油墨Q的吸收量达到了极限的情况下,可以由被内置于液体喷出装置500中的监视器等的报知部来报知该情况。
由于上述的液体喷出装置500包含液体吸收器300,因此液体的吸收性能较高,即使对于离子浓度较高的液体也具有优异的吸收性能。因此,在应用于例如染料油墨等的离子浓度较高的液体的情况下,能够发挥特别显著的效果。
4.实施例以及比较例
虽然下文通过实施例来具体地说明本发明,但本发明并未被限定于这些实施例。以下,只要没有特别记载,则“份”、“%”为质量基准。
4.1.液体吸收体的材料
在实施例以及比较例中使用的材料如下。
·基材使用了Toppan Forms株式会社制“PPC G80”(克重=约4.0g/张)。
·吸水性树脂使用了三洋化成工业株式会社制、商品名“SANFRESHST-500MPSA”(在侧链上具有羧基的离子解离型吸水性树脂)。
·离子捕捉剂
··非离子聚合物(表中,记载为“聚合物”)
···PITZCOL:商品名、第一工业制药株式会社制(型号记载于表)
···RAM Resin:商品名、大阪有机化学工业株式会社制(型号记载于表)
···KURARAY POVAL:商品名、株式会社KURARAY制(型号记载于表)
···DENKA POVAL:商品名、DENKA株式会社制(型号记载于表)
···GOHSENOL:商品名、株式会社制(型号记载于表)
···KURARAY Silanol Modified POVAL(硅烷醇改性聚乙烯醇):商品名、株式会社可乐丽制(型号记载于表)
··阳离子交换树脂
···IXE-100:商品名、东亚合成株式会社制
···IXE-500:商品名、东亚合成株式会社制
··阴离子交换树脂
···Amberlite IRA 400J:商品名、奥加诺株式会社制
···DIAION SA10A:商品名、三菱化学株式会社制
·添加剂:明成化学工业株式会社制“Meikanate CX”(嵌段异氰酸酯)
·FLOPAM EM140CT:商品名、株式会社SNF社制(阳离子型聚合物)
表1~表3中示出了实施例以及比较例的液体吸收体的成分和评价结果。另外,表1中记载了作为非离子聚合物的聚乙烯吡咯烷酮(实施例)和甜菜碱聚合物(实施例)、以及阳离子聚合物(比较例)的系列。此外,在表1中,记载了各个聚合物的重均分子量。此外,表2中记载了作为非离子聚合物的聚乙烯醇(实施例)的系列,并记载了粘度(质量百分比4.0%的水溶液在20℃时的粘度)以及皂化率。进一步地,表3中记载了作为非离子聚合物的硅烷醇改性聚乙烯醇(实施例)以及聚乙烯醇与添加剂(嵌段异氰酸酯)的组合的系列,并记载了交联前的粘度及皂化率、以及添加剂的涂布量。进一步地,在表4中,记载了离子交换树脂的种类。所有的表中均记载了吸水性树脂的量、以及离子捕捉剂的名称和涂布量。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
4.2.液体吸收体的制作
在各个实施例以及各个比较例中,以成为表1~表4的水溶性树脂的量(g)的方式,准备各个吸水性树脂的粉状体。另外,在表中,吸水性树脂的量为4.00g的情况相当于,在所制作的小片中,每一张基材(PPC用纸)负载有4.00g吸水性树脂的量。
制作表1~表4中所表示的各个实施例的离子捕捉剂、以及实施例47~实施例67中的添加剂(Meikanate CX)在涂布时达到表1~表4中所表示的量(将PPC用纸的质量设为100时的质量份)这样的水溶液或分散液。为了在比较例2~比较例4中使用,而制作达到表1所表示的量(将PPC用纸的质量设为100时的质量份)这样的阳离子聚合物(FLOPAM EM140CT))的水溶液。
各个示例中,对基材(A4尺寸)的单面涂布上述水溶液,以使聚合物达到表1~表4中所表示的量(份)。接着,针对各个示例,而将吸水性树脂以成为表1~表4的质量的方式均匀地散布于基材的涂布有水溶液的面上。然后,将基材以使散布有吸水性树脂的面成为内侧的方式折成两折。另外,通过目视观察来确认如下内容,即,在将基材折弯时所散布的吸水性树脂不从基材上脱落。另外,在比较例1中,在基材上涂布水而不涂布离子捕捉剂的水溶液,并同样地操作。
将各个示例的被折弯的基材夹在具有一对加热块的加压机(亚速旺(ASONE)株式会社制)的加热块中,并以0.3kg/cm2的加压压力、100℃的加热温度而进行2分钟加压加热。解除加热、加压,在室温下放置12小时,并通过切碎机(石泽制作所社制Securet系列“F3143SP”)而将片材状的纤维基材形成2mm×15mm的薄长条状的小片。以此方式而制作出各个示例的液体吸收体。
4.3.液体吸收体的评价
在亚速旺公司制的新一次性杯(New disposable cup)200mL中,投入一个片材量的各个示例中制作的小片的集合体(液体吸收体),作为各个示例的液体吸收器。
4.3.1.吸水性树脂的负载性
通过以目视观察的方式来观察下落至各个示例的液体吸收器的底部的吸水性树脂的粉状体的量,按照以下的基准来评价吸水性树脂的脱落的程度,并将结果记载于表中。
1:没有未被负载的吸水性树脂
2:有大致少量的未被负载的吸水性树脂
3:有大致25%的未被负载的吸水性树脂
4:有大致50%的未被负载的吸水性树脂
4.3.2.染料油墨的吸收特性
关于各个示例的液体吸收体,像以下这样通过倒置试验来评价染料油墨的吸收特性。作为染料油墨,而使用了将精工爱普生公司制HSM系染料油墨组的黑色(HSM-BK)、蓝绿色(HSM-C)、品红色(HSM-M)、黄色(HSM-Y)油墨以Bk:C:M:Y=3:1:1:1的体积比率混合而成的油墨。
在亚速旺公司制的新一次性杯200mL中,投入一个片材量的各个示例中制作的小片的集合体(液体吸收体),作为各个示例的液体吸收器。
在各个示例的液体吸收器中,投入染料油墨25mL,并在26℃±1℃下分别放置30分钟或24小时。经放置时间后,立即将容器倒置90°并确认染料油墨的流出情况,对于倒置后的容器内的油墨的剩余量,按照下述的五个等级的评价基准来进行评价,并将结果记载于表中。
1:即使倒置也没有观察到未吸收的染料油墨
2:在倒置后,观察到少量的未吸收的染料油墨
3:在倒置后,观察到所投入的染料油墨的25%左右未吸收
4:在倒置后,观察到所投入的染料油墨的50%左右未吸收
5:在倒置后,观察到所投入的染料油墨中超过50%未吸收
4.4.评价结果
观察表1~表4,在各个实施例的液体吸收体中,染料油墨的吸收良好,所述液体吸收体包含多个小片,该小片包含含有纤维的第一基材、含有纤维的第二基材、以及被负载于第一基材与第二基材之间的吸水性树脂,且在第一基材中含有离子捕捉剂。与此相对,在未涂布离子捕捉剂的比较例1以及使用了阳离子聚合物(非离子捕捉剂)的比较例2~4中,染料油墨的吸收均不充分。
观察各个示例,在聚乙烯吡咯烷酮类(表1)的情况下,可见有分子量越高吸收性越良好的倾向。此外,在聚乙烯醇类(表2)的情况下,在质量百分比4.0%的水溶液的20℃时的粘度为48.0mPa·s以上且122.0mPa·s以下、且皂化度为86.5%以上且99.0%以下的情况下,可见有吸收性良好的倾向。
本发明并没有被限定为上述实施方式的限定,能够进行各种变形。例如,本发明包括与实施方式中所说明的结构实质上相同的结构,例如功能、方法以及结果相同的结构,或者目的以及效果相同的结构。此外,本发明包括将并非实施方式中所说明的结构的本质性的部分替换而得的结构。此外,本发明包括能够发挥与实施方式中所说明的结构相同的作用效果的结构或者实现相同目的的结构。此外,本发明包括在实施方式中所说明的结构中附加公知技术的结构。
符号的说明
1…第一基材;2…第二基材;3…吸水性树脂;5…片材构件;5a…面、10…小片;20…壳体;22…底部;24…侧壁部;26…开口;30…盖体;30a、30b…面;32…凹部;32a…底部;32b…侧壁部;34…周边部;36…贯穿孔;36a、36b…开口;100…液体吸收体;300…液体吸收器;101…载置台;103…加热块;500…液体喷出装置;502…液体喷出头;502a…喷嘴;504…压盖单元;506…管;508…滚柱泵;508a…滚柱部;508b…夹持部。
Claims (9)
1.一种液体吸收体,其包含多个小片,所述小片包含:
含有纤维的第一基材;
含有纤维的第二基材;
吸水性树脂,其被负载于所述第一基材与所述第二基材之间,
所述第一基材中含有离子捕捉剂。
2.根据权利要求1所述的液体吸收体,其中,
对于所述第一基材而言,在将该第一基材设为100.0质量份的情况下,含有所述离子捕捉剂0.25质量份以上且30.0质量份以下。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的液体吸收体,其中,
所述离子捕捉剂从聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、多糖、果胶、瓜尔胶、两性离子型聚合物、离子交换树脂及它们的改性聚合物、以及沸石、蒙脱石、膨润土、粘土、活性炭及它们的多种混合物中选择。
4.根据权利要求1所述的液体吸收体,其中,
所述离子捕捉剂为聚乙烯吡咯烷酮,
所述聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量(Mw)为9000以上且2800000以下。
5.根据权利要求1所述的液体吸收体,其中,
所述离子捕捉剂为聚乙烯醇,
所述聚乙烯醇的质量百分比4.0%的水溶液的20℃时的粘度为4.5mPa·s以上且122.0mPa·s以下,并且所述聚乙烯醇的皂化度为38.0%以上且99.0%以下。
6.根据权利要求1所述的液体吸收体,其中,
所述离子捕捉剂为改性聚乙烯醇,
对于含有所述改性聚乙烯醇的基材而言,在将该基材设为100.0质量份的情况下,含有所述改性聚乙烯醇0.25质量份以上且20.0质量份以下。
7.根据权利要求1所述的液体吸收体,其中,
所述纤维与所述离子捕捉剂通过交联剂而化学结合。
8.一种液体吸收器,具备:
权利要求1至权利要求7中任一项所述的液体吸收体;
容器,其中收纳有所述液体吸收体。
9.一种液体喷出装置,具备:
液体喷出头;
吸收从所述液体喷出头被喷出的液体的权利要求8所述的液体吸收器。
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