CN1353043A - 纤维集料的制造方法、纤维集料和使用它的液体容器 - Google Patents

Abstract

制造由具有改性表面的纤维形成的纤维集料的方法,包括:为至少在其表面层上有热塑性树脂的纤维表面提供含具有第一部分和第二部分的聚合物的亲水处理液,该第一部分具有比该表面更亲水的基团,第二部分具有与该亲水基团不同的和基本等于纤维的表面能的界面能;使第二部分朝向纤维表面取向,并使聚合物取向到与第一种基团表面不同的侧面;加热具有在聚合物取向步骤中改性表面的纤维,使纤维接触点热结合而形成纤维吸附剂。用此方法可更加增强纤维集料的均匀性质,按照在其形成前的任一阶段中的单根纤维或小集料,使这种纤维集料的性质均匀后形成了这种纤维集料。

Description

纤维集料的制造方法、纤维集料 和使用它的液体容器

发明领域

本发明涉及一种制造具有已经经过改性(reforming)处理的纤维表面的纤维集料(aggregate)的方法。本发明还涉及利用由该制造方法制造的纤维集料的液体供给方法以及供墨水装置。

背景技术

用于喷墨记录设备的墨水罐在罐中装有吸附剂，通过这种吸附剂施加的内压来保存墨水，并且在记录头的排墨水部分处保持弯月面稳定。

作为在这种墨水罐中产生负压的吸墨水剂之一，有一种利用毛细管力把墨水保持在缠绕的纤维之间的纤维元件。对于这种纤维元件，从可回收性以及增强对墨水的润湿性方面来看，实际使用在聚丙烯(PP)表面层上形成的聚乙烯(PE)的聚烯烃树脂形成的纤维。

另一方面，物体(元件)本身的性质和特性受结构材料性质的控制。然而，传统上已经实践了通过在元件表面上改变材料的这种性质来获得希望的元件性质。作为希望的性质，有一种具有活性性质(如疏水性或亲水性)的活性基团或者具有能与添加剂反应的活性基团的物质。

传统上，一般已经进行的这种表面改性是利用臭氧或UV、或UV和臭氧使得元件表面活化(例如形成自由基)并仅通过化学结合形成处理剂的主要化合物。

相反，有一种方法，通过把具有这种希望性质的处理剂本身结合到元件表面立即获得希望的性质，而不使元件表面活化。然而，其获得的效果不能持久。

特别地，对于环境方面有利的烯烃类树脂的亲水处理，仅已知以下传统方法，由表面活性剂的混合物在液体存在下暂时获得一种不完善的亲水状态。

同时传统上，已经使用粘合剂或底漆来形成元件的附加层。在这些试剂中，底漆如硅烷耦合剂，只进行结合在元件表面上的反应，需要处理来使元件本身反应。

作为底漆，也有一种利用与目标元件相同材料产生的亲和性的类型。作为这种底漆，用于为聚丙烯提供聚氨酯树脂涂层作为最终涂层的酸改性氯化聚丙烯是已知的，但是，在应该使用与元件表面相同的试剂时，增大了目标元件的体积。此外，需要一种技术进行薄而均匀的涂敷。同时，均匀涂敷到细小元件或多孔物体内部是不可能的。特别地，酸改性氯化聚丙烯不溶于水的，不成制成水溶性的。因此，其使用受到限制。

所以可以说，即使在那些与元件表面不同的物质中，没有一种物质可以制成水溶性的且可以用于薄而均匀的表面改性，而不考虑目标元件的外形。

基于对传统工艺技术在这方面的标准的研究过程中获得的新知识，设计了本发明，并且它是一种划时代的发明。

用只使用活化法(自由基法)通过化学结合进行的常规表面改性，在具有复杂结构的表面上不能进行均匀的表面改性。这里，特别是在内部具有复杂多孔部分的负压产生部件内部不能进行表面改性，例如在喷墨水技术领域中使用的产生负压的复杂纤维元件。

此外，使用其中含有表面活性剂的液体的任何方法都不能有效改性多孔物体表面本身，并且在表面活性剂不再存在时，其性质完全丧失。使得物体立即恢复到其表面本身的性质。

此外，烯烃类树脂的疏水性是优异的，对水的接触角为80度或更大，但是没有应用于它的表面改性方法使得可以长期获得希望的亲水性。

在这种情况下，本发明人首先当然尝试了烯烃类树脂的表面改性，通过说明一种保持其改性的性质的方法，在对提供能用于每种元件的表面改性方法的研究后，并且在将即使以复杂外形形成的负压产生元件也应该是能处理的目标元件设定为前提的条件下，本发明人已经能够使用液体型处理剂。

由于为了获得上述目的的刻苦研究，本发明人已经通过日本专利申请公开No.11-342618提出了一种亲水处理技术的划时代的方法。

这里，虽然最终产品或部件的可靠性可以通过在形成带有作为其构成部分的纤维集料的这种最终产品或部件后的亲水处理来提高，但是，通常要求进行处理步骤或花费处理时间为这种纤维集料的内部区域和所述表面区域提供相同的性质。

本发明概述

本发明的第一个目的是提供一种制造方法，能够更加提高纤维集料的均匀性能，按照在纤维集料形成之前任何阶段中存在的每单位单根纤维或小集料，使这种纤维集料的性质均匀之后形成该均匀性。

作为其另一个目的，本发明的第二个目的是提供一种液体供给方法和一种使用这种方法的供液装置，它利用在处理预处理的单根纤维或小集料时产生的低处理部分或未处理部分。

达到上述目的的第一个发明涉及一种制造纤维集料的方法，该纤维集料通过具有改性表面的纤维形成，包括下列步骤：为一种至少在其表面层上有热塑性树脂的纤维表面提供含有聚合物的亲水处理液，该聚合物有第一部分和第二部分，第一部分带有比所述表面更亲水的基团，第二部分具有与所述亲水基团不同的界面能，和基本等于纤维的表面能的界面能；使第二部分朝向纤维表面取向，同时使聚合物朝向与第一种基团表面不同的侧面取向；把具有在使聚合物取向的步骤中的改性表面的纤维加热，使纤维本身的接触点结合，形成纤维吸附剂。

希望的是，上述制造方法还包含在处理液中提供使聚合物断链的催化剂的步骤，和利用使聚合物断链的催化剂把聚合物在上述的部分表面上断链成分小的聚合物的步骤。

第二个发明涉及一种制造纤维集料的方法，该纤维集料通过具有改性表面的纤维形成，包括下列步骤：即首先为一种至少在其表面层上有热塑性树脂的纤维表面提供一种含有分小产物的亲水处理液，这种分小产物具有可以通过使聚合物断链获得的第一部分和第二部分，所述聚合物用于提供亲水基团并具有第一部分和第二部分，该第一部分具有亲水基团，并且第二部分具有与亲水基团不同的界面能，和基本等于纤维的表面能的界面能；第二，使颗粒的第二部分在表面侧上朝向所述表面取向，并使第一部分朝向与所述表面不同的侧面取向；第三，缩聚至少部分在表面本身上取向的颗粒来聚合；通过加热提供有亲水处理液的纤维，使纤维本身的接触点结合，形成纤维吸附剂。

优选的是，上述的缩聚第三步骤还包括一个进行缩聚的加热步骤。此外，优选的是同时进行上述加热步骤和形成纤维吸附剂的步骤。

第三个发明涉及一种制造纤维集料的方法，该纤维集料通过具有改性表面的纤维形成，包括下列步骤：即把至少在表面上有烯烃类树脂的纤维形成的小集料浸渍在亲水处理液中；通过浓缩和蒸发粘附在纤维表面上的亲水处理液，使纤维表面改性，成为具有亲水性的表面；使其表面改性在该表面上获得了亲水性的纤维形成的小集料成束，通过加热结合纤维本身的接触点。

第四个发明涉及一种制造纤维集料的方法，该纤维集料通过具有改性表面的纤维形成，包括下列步骤：使亲水处理液粘附在至少在其表面上有烯烃类树脂的纤维形成的小集料上；通过浓缩和蒸发粘附在纤维表面上的亲水处理液使纤维表面改性成为具有亲水性的表面；成形其表面改性获得亲水性的纤维形成的小集料；使所述小集料成束并通过加热结合纤维本身的接触点。

根据上述第三种发明和第四种发明的制造方法，按照在最后制造纤维集料之前的阶段中存在的每单位单根纤维或小集料，对纤维表面改性以提供亲水性，所以，与已经制造了最终的纤维集料之后进行表面改性过程的情况相比，有可能使纤维集料的亲水性在纤维集料的整个表面上更均匀。同时，由于亲水处理液在单根纤维或小集料阶段中粘附到纤维表面上，所以，处理步骤和处理时间比亲水处理液粘附到最终形成的纤维集料上的情况更少。

作为上述亲水处理液，优选的是使用含有具有亲水基团的聚烷基硅氧烷、酸、醇和水的液体。通过利用这种液体作为处理液，为烯烃类树脂的纤维表面提供亲水性更容易。

此外，对于上述制造方法，优选的是，在浓缩和蒸发亲水液时，在高于室温但是低于烯烃类树脂熔点的温度下进行加热。

优选的是上述小集料通过卷曲的短纤维来形成，并使纤维方向均匀。用每根纤维在均匀的纤维方向上的卷曲的短纤维，小集料会同卷曲作用在相邻的纤维之间形成复杂的网格(mesh)。因此，即使使得纤维方向以一种方式均匀化，纤维本身也形成可以热结合的交叉点。

作为上述纤维，优选的是使用具有芯部分和覆盖芯部分的表面层的纤维，其芯部分和表面层分别用烯烃类树脂形成，形成其芯部分的树脂的熔点高于形成表面层的树脂的熔点。

在这种情况下，优选的是在热结合纤维本身的交叉点时，在高于表面层熔点且低于芯部分的熔点的温度下进行加热。然后，优选的是，对于该纤维，形成芯部分的树脂是聚丙烯，形成表面层的树脂是聚乙烯。对于这种制造方法，该结构使得在纤维相互接触的位置处表面层的聚乙烯(壳料)互相熔合。

第五种发明还涉及一种制造纤维集料的方法，该纤维集料用具有改性表面的纤维形成，包括下列步骤：为至少在其表面层有热塑性树脂的纤维表面提供一种含有聚合物的亲水处理液，该聚合物有第一部分和第二部分，第一部分有比所述表面更亲水的基团，第二部分具有与所述亲水基团不同的界面能，且该表面能大体等于纤维的表面能；通过加热提供有处理液的纤维使纤维本身的接触点热结合，通过使第一部分朝向纤维表面取向且第一部分朝向与表面不同的侧面取向，形成具有改性表面的吸附剂。

第六种发明涉及一种制造纤维集料的方法，该纤维集料用具有改性表面的纤维形成，包括下列步骤：为纤维表面提供一种含有聚合物的亲水处理液，该聚合物具有第一部分和第二部分，第一部分有亲水基团，第二部分具有与亲水基团不同的界面能，和基本等于纤维的表面能的界面能；通过加热提供有处理液的纤维，形成纤维集料，通过使第二部分朝向纤维表面取向而第一部分朝向与表面不同的侧面取向，形成具有改性表面的纤维吸附剂。

此外，上述每种发明的制造方法还包括在热结合步骤后按希望的形状切割的步骤。通过这种制造方法制造的纤维集料包括在本发明的范围内。在切割后，纤维集料在切割部分和非切割部分对于液体有不同的性质。换言之，切割部分的表面主要由疏水的烯烃类树脂形成，非切割部分主要由已经进行亲水处理的纤维表面形成。

同时，本发明包括用于容纳作为液体吸附剂的上述纤维集料的液体容器，包括部分与大气连通的第一个室，其中容纳纤维集料；与外界隔开的第二个室，装有液体；连通第一个室和靠近容器底部的第二个室的连通通道；和用于容器外面的喷墨水头的供液口，在该容器中，纤维集料的切割部分面向第一个室和第二个室的分隔面。对于上述喷墨水头，可以使用为液体提供了热能的由喷嘴来排出液滴的喷墨水头。

对于这种液体容器，在第一个室内盛装的纤维集料的切割部分设置成面向第一个室和第二个室的分隔面时，主要由疏水烯烃类树脂形成的表面与分隔面接触，使得液体难以残留在纤维集料和分隔面之间。因此，随着所装液体的消耗，在从第二个室向第一个室通过连通通道提供液体时，通过连通通道从第一个室向第二个室引入空气来取代该供给量可以在对空气的阻力小的纤维集料与分隔面之间快速进行。

附图简述

图1是根据本发明的第一个实施方案的以基本方式说明纤维集料的制造方法的特点的图。

图2是继续说明图1所示的制造方法的图。

图3A和3B是说明实施本发明的制造方法所用的PE·PP纤维的截面结构的一个实例的图；图3A表示其中PE壳料差不多同轴覆盖PP芯料的例子；图3B示意表示其中PE壳料以偏心的状态覆盖PP芯料的例子。

图4是说明根据本发明的第一实施方案的制造纤维集料的方法的流程图。

图5A、5B、5C和5D是通过本发明的制造方法获得的纤维集料的图；图5A示意表示在墨水罐中作为吸墨水剂的应用模式；图5B示意表示PE·PP纤维元件的整体结构，和其排列方向F1，以及与其正交的方向F2；图5C示意表示利用加热熔合形成PE·PP纤维元件之前的状态；图5D示意表示利用加热熔合形成PE·PP纤维元件后的状态。

图6是表示用实施本发明的制造方法获得的纤维集料的表面结构。

图7A和7B是示意说明根据本发明的第二种实施方案的具有改性表面的长纤维(丝)的制造方法的图。

图8A和8B是示意说明根据本发明的第二种实施方案的具有改性表面的短纤维(短纤维staple)的制造方法的图。

图9是表示从利用图8A和8B的设备可获得的短纤维形成的纤维束制造纤维集料的实例的图，其中，纤维集料已经变成能产生对喷墨记录设备优化的负压的吸墨水剂。

图10A和10B是示意说明用于喷墨水设备的墨水罐的截面图，该墨水罐适用于用实施本发明的制造方法获得的纤维集料。

图11A和11B是说明吸墨水剂(纤维集料)在图10A和10B所示的墨水罐中盛装的方向及其盛装状态的图。

图12是示意表示根据本发明的第四种实施方案的液体排出设备的透视图。

图13A和13B是示意说明在物体(元件)的改性表面上形成的表面改性剂的聚合物的结合方式，和可用于本发明的表面改性方法中的这种元件的表面；图13A说明作为官能团的第一种基团和用于结合到元件表面的第二种基团都在聚合物侧链上的情况；图13B说明第二种基团包含在主链上的情况。

图14是示意说明根据适用于本发明的表面改性方法，在元件表面上涂敷含有表面改性剂聚合物的处理液形成涂层的状态。

图15是表示根据适用于本发明的表面改性方法，在元件表面上形成的含表面改性剂聚合物的涂层中排出部分溶剂的步骤的概念图。

图16是表示在含有表面改性剂聚合物的涂层中排出部分溶剂的步骤后，由于加入到处理液中的酸的诱导，表面改性剂聚合物部分解离过程的概念图。

图17是表示在含有表面改性剂聚合物的涂层中排出更多溶剂的步骤后，取向形成表面改性剂聚合物或其解离的颗粒的过程的概念图。

图18是表示通过干燥排出涂层中的溶剂，表面改性剂聚合物或其解离的颗粒定向并结合固定在表面上的过程的概念图。

图19是表示起源于结合固定在表面上的表面改性剂聚合物的解离颗粒本身通过缩聚反应重新结合的过程的概念图。

图20是表示适用于本发明的表面改性方法应用于疏水表面的亲水处理的实例，和向处理液中加入水获得的效果的概念图。

图21是代替150倍放大图的SEM照片，它表示参比实施例1(未处理的PP·PE纤维集料)的未处理PP·PE纤维的纤维结构及其表面情况。

图22是代替500倍放大图的SEM照片，它表示参比实施例1(未处理的PP·PE纤维集料)的未处理PP·PE纤维的纤维结构及其表面情况。

图23是代替2000倍放大图的SEM照片，它表示参比实施例1(未处理的PP·PE纤维集料)的未处理PP·PE纤维的纤维结构及其表面情况。

图24是代替150倍放大图的SEM照片，它表示对比实施例1(仅用酸和醇处理的PP·PE纤维集料)的酸处理PP·PE纤维的纤维结构及其表面情况。

图25是代替150倍放大图的SEM照片，它表示主要应用实施例1(亲水处理的PP·PE纤维集料)的处理PP·PE纤维的纤维结构及其表面情况。

图26是代替500倍放大图的SEM照片，它表示主要应用实施例1(亲水处理的PP·PE纤维集料)的处理PP·PE纤维的纤维结构及其表面情况。

图27是代替2000倍放大图的SEM照片，它表示主要应用实施例1(亲水处理的PP·PE纤维集料)的处理PP·PE纤维的纤维结构及其表面情况。

图28是表示适用于本发明的表面改性处理的制造方法的一个实例的图。

图29是示意表示适用于本发明的表面改性处理获得的表面上亲水基团和疏水基团的估计分布的一个实例的图。

优选的实施方案的详细描述

下文中，参考附图描述根据本发明的实施方案。

(第一种实施方案)

图1是在根据本发明的第一种实施方案中以基本方式说明纤维集料的制造方法的特点的图。图2是继续说明图1所示的制造方法的图。图3A和3B适用于本实施方案的纤维的截面图。图4是说明根据本发明的第一种实施方案的制造纤维集料的方法的流程图。图5A-5D和图6是说明本实施方案的纤维集料结构的图。

在图1中，在切割聚集有两种具有不同熔点的热塑性合成纤维(或者可能是其两种以上)的纤维束后，所切割的纤维束由空气喷吹携带通过梳棉机41。然后，解开已经复杂纠缠的纤维使其纤维方向基本均匀(见放大图a)，并加工成具有稳定单位重量的片状基料(web)42。安排所加工的基料通过在处理盆(tub)47中的亲水处理液48并绕辊子43-46缠绕。此刻，亲水处理液保持在纤维之间的空隙中(见放大图b)。此后，保留亲水处理液的基料42利用辊子50成束，因此制造了长条(sliver)51，它是一种短纤维集料(图4中的步骤S101)。此时，通过辊子50的压缩(挤榨)，排出在纤维束之间间隙中保留的任何多余处理液52(见放大图c)，这种多余的处理液52收集到收集盆49中。由于该收集盆49与处理盆47相连，所以，不浪费处理液。

对于本实施方案，制备了一种纤维束，其截面如图3A所示，熔点约132℃的聚乙烯(PE)纤维作为壳料1a，熔点约180℃的聚丙烯(PP)纤维作为芯料1b，用于制造长条。可以使用短纤维团块代替纤维束，在打开处理后把物料供给到梳棉机。为了获得要求量的长条，也可以使基料成束，每个基料可得自多个梳棉机的每一个。

这里，作为芯-壳纤维，不仅可以使用如图3A所示的同轴形式的纤维，而且可以使用如图3B所示的芯料1b在壳料1a中偏心的纤维。也可以使用单轴的聚乙烯纤维，或聚乙烯纤维和聚丙烯纤维的混合纤维代替图3A和3B所示的芯-壳纤维。作为合成纤维的材料，不必局限于上述聚乙烯或聚丙烯，使用环境友好的烯烃类树脂就很合适，也可以混合某些其它材料，只要采用两种具有不同熔点的热塑性合成纤维作为待用材料即可。

图1所示的用亲水液体润湿的长条51然后通过烘箱，浓缩并蒸发在纤维之间间隙中的亲水处理液，在纤维表面形成有亲水基团的聚合物膜(图4中的步骤S102)。亲水处理步骤将根据另一种实施方案详细描述。

然后，如图2所示，其纤维表面已经亲水处理的长条51(见图2的放大图)通过加热装置54预热(图4中的步骤S103)。在该加热装置中的预热温度理想地应该高于在形成长条51的热塑性合成纤维中的具有最低熔点的材料的熔点，并低于具有最高熔点的材料的熔点。在该预热过程中，从预热装置的进口到其出口，温度逐渐升高。因此，可以连续进行亲水处理和在该预热处理中的纤维结合处理。在用这种方式进行预热处理后，把长条51原封不动地放在大气中冷却(图4中的步骤S104)。因此，有可能抑制长条表面的起毛，并加热熔合在长条51表面层上的纤维本身之间的交点(接触点)。根据本实施方案，聚乙烯纤维被熔合作为粘结剂，因此芯料的聚丙烯纤维的交叉点大体被固定。因此，在纤维结合形成过程中，防止了长条51在其延伸方向上变形。在这方面，冷却过程不必是先决条件，可以根据预热时的加热温度有可能进行后面所述的再加热过程。

这里，在预热过程中，担心热空气是否会吹到长条51上，纤维在熔合时由于强烈的吹风而偏移，使得不可能获得具有均匀纤维密度的纤维集料。所以，对于本实施方案，加热装置的内部保持在155℃的温度下，长条51利用传送带57以指定的速度在其中传送来加热。

此后，至少在其表面上的纤维本身的交叉点已经熔合的长条51，通过与上述加热装置54不同的加热装置55，进行再加热(图4中的步骤S105)。从熔合纤维之间的交叉点方面来看，希望在这种再加热过程中的加热温度也应该设定为高于在形成长条51的热塑性合成纤维中熔点最低的材料熔点，并低于熔点最高的材料的熔点。在这种再加热过程中，在通过后面所述的喷嘴时，长条51内部的纤维之间的交叉点也被熔合。所以，如果可使长条51在温度如预热装置情况设定为指定温度下的空间内以恒定速度移动，希望使长条51通过加热空间时的通过时间更长。这里，在再加热状态下，在长条表面层上的纤维的交叉点被熔合。所以，不是使加热时间更长，而是可以通过短时间吹入热空气来加热长条51内部。对于本实施方案，通过吹入约140℃的热空气进行再加热。

再加热的长条51利用传送带57通过保持在约常温(25℃)的喷嘴56，成为纤维束58(图4中的步骤S106)。这里，保持喷嘴温度在充分低于加热装置54和55的加热温度(约150℃)的温度下，使得在通过该喷嘴时，可以从更靠近表面存在的交叉点开始，可靠地熔合具有希望截面结构的纤维束的纤维交叉点。因此，可以可靠地保持希望的结构，所以获得一种能产生均匀稳定负压的纤维集料。

这里，调节喷嘴温度，这是因为担心总是与加热的长条接触的喷嘴的温度升高而降低成形性能。对于本实施方案，通过水冷大体保持喷嘴温度在基本常温(25℃±10℃)。这种调节的温度是足够好的，只要它充分低于所用纤维材料的最低熔点。通过喷嘴形成的纤维束58此后原封不动地放在空气中，然后完全冷却到其中心部分，然后利用切割机49以希望的长度切割(图4中的步骤S107)。用这种方法，可以制造纤维集料60而不损失形状或类似的性质。在这方面，纤维束58的截面外形在通过喷嘴后变得大于喷嘴的截面外形。有一种趋势，如果纤维束通过喷嘴更快，与其通过喷嘴较慢的情况相比，纤维束的截面在宽度上更大于喷嘴截面外形。同时，即使纤维束以相同的速度通过相同的喷嘴，在通过次数增加时，纤维束的截面外形更接近喷嘴的截面外形。所以，根据需要，在冷却并使纤维束通过喷嘴后，可以重复再加热纤维束的步骤。特别地，如果长条51的直径应大于纤维束58的预定直径，希望使纤维束通过多个喷嘴，并使每个喷嘴的截面外形逐渐变小。

根据上述制造方法，在基料阶段纤维表面进行了改性处理。所以，与在形成纤维集料后进行表面改性处理的情况相比，使制造后的纤维集料的表面区域和内表面区域上的改性性能更均匀成为可能。

同时，通过按希望长度切割所形成的纤维束，可以容易地形成圆柱或方柱纤维集料。本方法的制造过程是简单的，生产率是优异的，所以，使其有可能提供低成本的纤维集料作为负压产生部件，如吸墨水剂或供墨水部件等。在这方面，根据制造装置(特别是加热装置)，可以在步骤S102中的过程之后以数米的单位切割长条，然后进行在步骤S103中所示的预热之后的步骤。用这种方法，可以分开每个步骤，共用在预热过程和在加热过程中所用的加热装置。

同时，对于上述实施方案，使用长条代替丝束。所以，在使其通过上述喷嘴形成纤维束的步骤中，更容易制造能产生用于喷墨记录设备最佳负压的吸墨水剂的纤维集料。根据本发明人的研究，证实了以10微米-50微米直径制造的纤维集料，在纤维束形成过程中其纤维密度为0.05g/cm³-0.40g/cm³，用作墨水罐中的吸墨水剂，能在墨水罐中产生数十mmAq的负压。

同时，为了利用梳棉机41使纤维束排列方向均匀，所制造的纤维集料60的结构为纤维主要在如图5B所示的纵向(F1)连续排列，纤维相互间局部接触。然后，随着加热，在接触点(交叉点)处相互产生熔合，形成网状结构，因此在正交方向(F2)上提供了机械弹性。与此同时，在纵向(F1)上增大了张力。相反，在正交方向(F2)上张力变得不利。但是，对抗压碎变形，纤维集料出现具有复原力的弹性结构。

为了更精确地观察这种纤维集料，如图5C所示，使每个纤维卷曲，随着这种卷曲，在相邻的纤维之间形成的复杂的网状结构。因此，在其纤维排列方向在一定程度上均匀的状态下加热卷曲的短纤维时，纤维出现图5D所示的情况。这里，在区域α中，多个短纤维在图5C所示的纤维方向上重叠，交叉点被熔合，如图5D所使。因此，该区域在图5B所示的方向F1上变得难以切割。同样，利用卷曲的短纤维，短纤维的每个端部区域(图5C所示的β、γ处)在三维上与另外的短纤维一起熔合(β)，或者保持为其原来的端部(γ)，如图5D所示。此外，并不是所有的纤维均匀地处在相同的方向上。因此，从一开始就倾向与其它短纤维接触并交叉的短纤维在其加热后原样熔合(图5D中的ε处)。这样，与传统的单向纤维束相比，形成在F2方向上具有更高强度的纤维成为可能。

此外，通过切割具有改性的纤维表面的纤维束最终形成的纤维集料60外侧上的切割截面60a，形成了没有进行表面改性的纤维部分，如图6所示。

在所形成的纤维结构中，存在其中纤维主要发生排列的纤维方向(F1)。因此，如果浸渍液体，在静态下其流动性和保持条件在这种结构内部在纤维方向(F1)和与其正交的方向(F2)上存在明显不同。因此，如图5A所示，例如，如果上述纤维集料与适当形状的容器12(具有与外部空气相同的开口11)中的墨水溶剂13一起布置，使得纤维方向(F1)基本垂直于垂直方向，要安排在吸墨水剂中的气-液界面L基本与主纤维方向F1平行。

因此，在消耗墨水时，在墨水和空气之间的界面基本在水平方向上稳定降低，在安装多个相同类型的墨水罐，每个供给口的位置在底部区域内自由布置，不必布置由每个墨水罐可共用。例如，即使其中之一布置在底面的中心部分上，而其余的布置在底面的角部，也可以抑制各个墨水罐产生的供墨水变化。

在这方面，只要纤维的排列方向从垂直方向略微倾斜，从理论上就应该获得上述效果，但是实际上，已经证实如果在与水平面成±30度角范围内，就可以确定地获得这种效果。所以，这里术语“基本垂直于垂直方向”或“基本水平”被理解为在本说明书中的上述倾斜。

此外，由于上述容器12的外壳用与纤维集料形成的吸墨水剂13相同的烯烃类材料形成，所以，在墨水完全消耗后收集该容器作为回收材料变得更容易。同时，由于使用烯烃类纤维材料作为吸墨水剂13，可以表现出优异的抗化学腐蚀性，几乎不用担心墨水在储存时会产生任何溶出物质。这样，墨水可以在稳定的条件下长期保存。

(第二种实施方案)

第一种实施方案描述了其中以长条状态改性纤维表面的实施例。然而，这里将描述其中在单根纤维阶段改性纤维表面的实施例，如图7A和7B及图8A和8B所示。

对于本实施方案的单根纤维，使用双轴结构的热塑性合成纤维，该纤维用作为芯料的聚丙烯和作为壳料的聚乙烯形成(见图3A和3B)，但是如果所用纤维是环境友好的烯烃类树脂，如单轴结构的聚乙烯，它应该足够好。合成纤维粗略分类为单丝(长纤维)和人造短纤维(短纤维)。图7A和7B是示意表示单丝制造过程的图，图8A和8B是示意表示短纤维制造过程的图。

在长纤维(单丝)的情况下，如图7A所示，通过在其熔融并从挤压机61挤出后利用空气冷却管62冷却原料树脂进行纺丝。在冷却后的纤维63的表面上，利用辊子65涂敷亲水处理液64，然后，通过加热装置70加热纤维。此时，干燥并蒸发纤维表面上的亲水处理液，改性纤维表面，提供亲水功能。所改性的纤维在利用辊子66拉出后通过线轴67缠绕。此后，如图7B所示，多个线轴67方在折皱机68处利用缠绕线卷69缠绕改性的纤维。

另一方面，在短纤维的情况下，熔融原料树脂并从挤出机71挤出，如图8A所示，然后，利用空气冷却管72冷却挤出的树脂，用于纺丝。冷却后，利用辊子75在纤维73表面上涂敷亲水处理液74，用加热装置76加热该纤维。此时，干燥并蒸发纤维表面上的亲水处理液，改性纤维表面，提供亲水功能。然后，其表面改性的纤维通过辊子组77剧烈拉出，然后，装在罐78中。此后，如图8B所示，再通过辊子79从多个罐78中一起拉出纤维并浸渍在处理盆80中的亲水处理液74中，然后，在通过加热装置84后利用卷曲机81卷曲。此后，根据使用方式，形成丝束83或者形成从丝束83切出的纤维束(未表示)。这里，加热装置84通过与加热装置76相同的方式加热来干燥并蒸发在纤维表面上的亲水处理液，从而改性纤维表面，提供亲水功能。如果没有安装加热装置76，该装置84需要用于表面改性过程，但是如果安装了前者，就不需要这一装置。换言之，在图8A和8B所示的制造过程中，加热装置76或者加热装置78之一在运行或者被安装就足够好了。这里，亲水处理液还表现出抗静电作用。

下面参考图9，将描述其中从切割的丝束83制造纤维集料的实施例，该纤维集料变成能产生对于喷墨记录设备最佳的负压的吸墨水剂。然而，在图9中，相同的参考标号用于与第一种实施方案中出现的相同结构，并省略其详细描述。

在图9中，切割丝束83利用空气携带使其通过梳棉机41。然后，在加工成具有稳定单位重量的片状基料42后，通过一套辊子使基料42成束来制造长条51，即短纤维集料。利用与图2所示的相同设备处理长条51，以便制造纤维集料60，该纤维集料优选的是用作喷墨记录设备的吸墨水剂。所制造的纤维集料与第一种实施方案具有相同的作用。特别地，在成为纤维的阶段，纤维表面进行改性过程。所以，与在制造纤维集料后进行表面改性过程的情况相比，使得在制造后的纤维集料的表面和内表面区域上更均匀地使改性性能均匀化成为可能。纤维集料的结构也与前面结合图5A-5D和图6所描述的相同。

在这方面，作为用于喷墨记录设备的墨水罐的墨水吸附剂，除了利用图2所示的装置制造的吸附剂以外，可以使用毡制品(felt)或类似的制品。这里不用说通过上述方法进行亲水处理的丝束可以用作毡制品的材料。另外，根据上述实施方案，由于所采用的制造方法，纤维集料的表面也有切割部分和未切割部分，但是，利用其中例如把长亲水纤维直接***模型中，然后加热模型制造纤维吸附剂的方法，可以形成一种没有切割部分和未切割部分的吸附剂。

上述第一种和第二种实施方案都包括一种把至少在其表面层上有烯烃类树脂的纤维形成的纤维吸附剂浸在含有聚烷基硅氧烷、酸和醇的有亲水基团的处理液中的过程；一种在浸渍过程之后浓缩并蒸发粘附在纤维表面上的处理液的过程；和一种通过加热具有亲水表面的纤维以便热结合纤维本身的接触点形成纤维吸附剂的过程。这样，可以获得提供了更加均匀化的亲水性的纤维吸附剂。这里，亲水处理(亲液处理)的方法不必局限于上述的处理液。可以以这样一种方式把表面改性为具有亲水性的表面，即处理一种聚合物，该聚合物包括具有作为官能团的亲水基团的第一部分，和与该官能团具有不同界面能的第二部分，但是该界面能基本等于通过用作粘附目标(在其它实施方案中将详细描述)的元件的由烯烃类树脂形成的纤维的表面能，处理该聚合物使得第二部分预先朝向纤维表面取向，而第一部分朝向与表面不同的侧面取向。这种表面改性机理也将在其它实施方案中描述。

目标纤维也不必局限于上述烯烃类树脂。只要在形成吸附剂之前可以进行上述表面改性，可以使用具有某些其它合成树脂作为其材料的纤维或天然纤维。但是，更希望使用在利用加热使上述聚合物的第二部分朝向纤维表面上取向时，可以通过加热熔合纤维本身的交叉点的热塑性树脂，因为熔合纤维本身的交叉点的过程和使表面改性的过程可以同时进行。在这方面，如果利用加热形成纤维集料，即使纤维的交叉点不能通过加热熔合，纤维集料的形成过程和上述表面改性过程也可以同时进行而不考虑纤维的种类。

(第三种实施方案)

如上所述制造的纤维集料由于其制造方法而在纤维集料表面具有切割表面和未切割表面，切割表面和未切割表面对于液体的特性是不同的。换言之，未切割表面主要是由亲水处理的纤维表面形成的并存在亲水性，如图6所示。然而，切割表面主要通过PP和PE的双轴结构的合成纤维的截面形成，润湿性不好(PP和PE对水的接触角为80℃或更大)。

所以，这里将描述利用如上所述制造纤维集料的方法的特点的例子。图10A和10B是示意表示用于喷墨水设备的墨水罐的截面图，优选可用于通过本发明的制造方法获得的纤维集料。在图10A和10B中，墨水本身和由纤维元件保留的墨水用水平虚线表示。没有墨水的纤维本身用点表示。

图10A和10B所示方式的墨水罐91由含有负压产生部件的室(第一个室)92和装墨水的室(第二个室)93形成。

含有负压产生部件的室92设有一个有供墨水口94的外壳，用于向外供墨水(包括处理液等)，例如通过排出口排出液体来记录的喷墨水头，纤维集料(吸墨水剂)95用作负压产生部件，相对于喷墨水头产生负压。纤维集料95通过如上所述的实施本发明的制造方法制造，纤维表面进行了亲水处理。对于纤维集料95，主纤维方向基本垂直于垂直方向取向。上述外壳还提供一个大气连通口96，用于使其中盛装的纤维集料95与外面的空气连通。供墨水口94可以通过最初的密封100预先打开或关闭，在使用时去掉密封100来打开。

另一方面，装墨水室93内直接装墨水，同时靠近底面设置有墨水出口97，使液体流出到含负压产生部件的室92中。在含负压产生部件的室92一侧的室92和室93的分隔壁98的面(设有墨水出口97)上，大气进口凹槽99从隔墙98的指定高度延伸到墨水出口97，它促进(如后面描述的)气-液交换。

这里将描述大气进口凹槽99的作用。在图10A和10B中，当墨水通过供墨水口94被喷墨水头(未表示)消耗时，在含负压产生部件的室92中的纤维集料中的液位H降低。随着墨水通过供墨水口94的进一步消耗，空气被引入到装墨水室93中。换言之，空气从大气连通口96通过大气连通凹槽99和墨水出口97进入装墨水室93。因此，由于被空气置换，墨水从装墨水室93流入含负压产生部件的室92的纤维集料95中。此时，纤维集料95中的液位H稳定在大气进口凹槽99的上端高度上。所以，如果墨水被喷墨水头消耗，墨水根据该消耗量填充在纤维集料95中，纤维集料95保持液位H稳定，来保持负压基本恒定。这样，到喷墨水头的供墨水被稳定。

这里，由于安排纤维集料95的主纤维方向基本与垂直方向垂直，使得在纤维集料中的气-液界面基本平行与主纤维方向。因此，即使气-液界面由于环境变化而变化，气-液界面基本保持水平方向(基本于垂直方向成直角的方向)，所以，使得有可能根据环境变化的循环次数抑制气-液界面相对于垂直方向的变化。

此外，使得形成负压室92中的纤维集料(吸墨水剂)95的纤维表面成为亲水的，且纤维集料95的主纤维方向在水平方向。所以，在喷墨记录暂停或空闲时，更容易使液面高度恒定，并由于亲水基团的存在通过流动阻力的减小和润湿性的提高保证向喷墨水头的优异供给能力(高流量供给和高速补充)。因此，保证稳定的负压产生成为可能，因为使得保持和分布墨水的能力非常均匀。

利用其特性在其中装有在这种墨水罐91的含负压产生部件的室92中的纤维集料95。图11A和11B是表示在图10A和10B中所示的墨水罐中盛装的吸墨水剂(纤维集料)的方向及其状态的图。

换言之，如图11A所示，纤维集料95装在含负压产生部件的室92中，使纤维集料95的切割截面95a面向隔墙98。此时，纤维集料95的润湿性不好的切割截面(具有疏水性)在含负压产生部件的室92一侧与隔墙98接触，因此使得液体难以附在其上。因此，在发生上述气-液交换时，对于流向大气进口凹槽和墨水出口97的空气的阻力较小。气-液交换可以瞬间进行。所以，即使为了进行高速打印大量墨水被喷墨水头消耗，在进行气-液交换时，也可以从装墨水室93到含负压产生部件的室92进行高流量供给。

此外，如果在纤维集料95装在含负压产生部件的室92中，纤维集料95的切割截面95a处于与隔墙98紧密接触的状态，纤维集料95的切割截面95a的纤维切割截面沿着隔板98朝向容器的上部，如图11B中的放大图所示。在这种情况下，与纤维切割截面仅简单与隔墙98接触的情况相比，在气-液交换时，更容易从容器的上部向容器下部的墨水出口97引入空气，然后，快速把从容器下部的墨水出口97吸出的墨水吸收到纤维集料95中。

(第四种实施方案)

下面参考图12，用其上安装的记录液体容器进行记录的液体排出记录设备。图12是示意表示根据本发明的第四种实施方案的液体排出记录设备的图。

在图12中，液体容器1000通过机架HC的定位装置(未表示)固定支持在液体排出记录设备IJRA的主体上，且每个容器可分开地安装在机架HC上。用于排出记录液体的记录头(未表示)可以预先安装在机架HC上或者预先为液体容器1000的供墨水口提供该记录头。作为液体容器1000，例如，可以使用第三种实施方案中描述的容器。

驱动电机5130的正反转通过驱动动力传送齿轮5110、5100和5090传递到导向螺杆(lead screw)5040以使导向螺杆旋转。与导向螺杆5040的螺旋凹槽5050配合的机架HC可以沿着导向轴5030往复运动。

参考数字5020表示覆盖记录头正面的盖。盖5020用于通过盖的内孔利用抽吸装置(未表示出)进行记录头的抽吸恢复。盖5020通过齿轮5080、5090和其它部分传递的驱动力移动覆盖每个记录头的排出口表面。在盖5020附近，布置清洗刀片(未表示出)。该刀片可动支持在图12的上下方向上。刀片不必局限于这种方式。公知的刀片当然可以用于本实施方案。

这里布置该结构，以便在机架HC移动到本来位置时，通过导向螺杆5040的作用在相应位置上按要求操作封盖、清洗和吸气恢复。该结构不必局限于此。只要能够按已知的时间安排进行希望的操作，以任何方式布置的结构都可以用于本发明。

在喷墨记录方法中，本发明对利用热能形成用于记录的飞撒液滴的记录方法尤其表现出优异的作用。

对于这种方法的典型结构和操作原理，例如，优选的是采用通过利用例如在美国专利Nos.4,723,129和4,740,796的说明书中公开的基本原理实施的那些方案。这种方法可以用于所谓按要求型(on-demand)记录以及连续型记录。这里特别是利用与记录信息对应的至少一个驱动信号，按要求型通过对应于保留液体(墨水)的液体路径或片材布置的每个电热转换部件提供超过中心沸腾(nuclear boiling)的急剧温度升高。然后通过电热转换部件产生热能，因此在记录头的热活化表面产生薄膜沸腾，对应于每个驱动信号一对一地在液体(墨水)中有效地形成气泡。然后，通过气泡的长大和收缩，液体(墨水)通过每个排出口排出，因此形成至少一个液滴。驱动信号更优选的是脉冲形式的，因为可以瞬间合适地进行气泡的长大和收缩，以便获得优异液体(墨水)排出性能，特别是用其响应动作来表示。

以脉冲形式给出的信号优选的是例如在美国专利4,463,359和4,345,262的说明书中公开的那些。在这方面，对于以更好的条件下进行优异的记录，热活化表面的温度升高速度优选的是例如在美国专利4,313,124的说明书中公开的那类。

作为记录头的结构，除了在上述各专利说明书的每一个中表示的那些结构以外，其中，布置所述结构把排出口、液体通道和电热转换部件结合在一起(线型液体通道或直角型液体通道)，例如美国专利4,558,333和4,459,600的说明书中公开的那种结构也包括在本发明中，其中以曲面形式布置热活化部分。

此外，本发明有效地应用于在日本专利申请公开59-123670中公开的结构，其中，用共同的狭缝作为排出口，用于多个电热转换装置，本发明有效地应用于日本专利申请公开59-138461，其中，对应于排出口形成吸收热能压力波的孔。

此外，本发明可以有效地用于实线型记录头，其长度对应于可以通过这种记录设备记录的记录介质可记录的最大宽度。对于全线型(full-line)记录头，采用通过结合多个记录头来满足要求的长度的结构或者采用通过一个整体形成的记录头布置的结构是可能的。

此外，本发明可以有效地用于可自由交换的片式(chip type)记录头，对于这种记录头，在安装在设备主体上或者安装到具有与记录头本身形成整体的墨水罐的工艺盒型记录头上时，使得与设备主体的电接触和来自设备主体墨水供给成为可能。

同时，对于本发明，优选的是另外提供一种记录头，带有恢复装置和预先的辅助装置作为记录设备的构件，因为这些额外的装置可以使本发明的效果更稳定。具体给出它们的名称，这些装置是封盖装置、清洗装置、抽吸或压缩装置、预热装置如电热转换元件或不同于这类转换元件加热元件，或那些类型的组合。这里，进行与规则排出不同的排出的预排出模式的性能对于进行稳定记录是有效的。

此外，本发明不仅在应用于其中只使用主色(如黑色)的记录模式是非常有效的，而且也非常有效地应用于具有不同颜色墨水的多色模式至少之一的设备，或者使用颜色混合的全色模式，而不考虑记录头是整体式构成的还是组合多个记录头构成的。

在上述本发明的实施方案中，墨水描述为液体。但是，其中所述的墨水可以是在低于室温时固化但在室温软化或液化的墨水材料。这里同样由于对于上述喷墨水方法，墨水一般控制在不低于30℃且不高于70℃的温度内，以便稳定其粘度来进行稳定的排出，墨水可以是在赋予应用记录信号时液化的墨水。

此外，可以使用只在施加热能时液化但在不动时固化的墨水，以便有效防止通过使用以下能量由热能而产生温度升高，因为这种能量应该用于把墨水的状态从固体改变为液体而消耗，或者用于防止墨水被蒸发而消耗。在这两种情况中的任一种情况下，对于本发明，可以采用具有只在施加热能时液化的性质的墨水，例如在根据记录信号给与热能时，通过使自己液化，能以墨水液体形式排出的墨水，或者采用在其达到记录介质时本身已经开始固化的墨水。对于本发明，使用上述各种墨水的最有效的方法是能够实现上述薄膜沸腾(film boiling)方法的方法。

此外，作为根据本发明的记录设备的模式，除了计算机的图像输出终端或其他信息处理设备以外，可以采用与读出装置结合的复印设备，也可以采用具有发送和接收功能的传真设备的模式。

在这方面，作为记录头，除了上述方法以外，可以使用利用压电元件的方法的记录头。

(其它实施方案)

下面将进一步详细描述用于上述液体容器的负压产生部件(吸墨水剂)的纤维集料的纤维表面的亲水处理方法。

首先，将更具体描述可应用于形成吸附剂的纤维亲水处理的元件表面改性原理。

下面将要描述的表面改性方法可以以这样一种方式进行预想的表面改性，即形成元件的表面的利用物质中含有的分子所拥有的官能团等，使聚合物(或聚合物颗粒)特定取向，使其结合在表面上，然后，为该表面提供由上述聚合物(或聚合物颗粒)所拥有的基团的相关性质。

这里，术语“元件”是指保持特定外形通过各种材料形成的元件。因此，伴随这种外形，元件具有外面暴露的外表面。此外，可能在内部存在包含与外面相通部分的空间、空腔或中空部，隔开这种部分的内表面(内壁表面)可以布置成为用于表面改性处理的元件。中空部分可能包括具有隔开自身成为完全与外部隔绝的内表面的中空体。如果有可能在进行计划的改性处理之前使表面处理液进入中空部分，并且在处理后使中空部分与外部隔绝，这种中空体也可以是本方法的目标元件。

如上所述，在各种元件的所有表面中，本发明的表面改性方法可应用于以下表面，即液体型表面处理液可从外面与其接触而不会损坏目标元件的形状。所以，假定元件的外表面和与其相通的内表面是该处理工艺的目标。因而，改变选自目标元件表面的一部分表面的性质包括在本发明的范围内。根据选择的方式，元件外表面和与其相通的内表面的选择模式包括在希望部分的表面区域的改性中。

用这种表面改性方法，对改性部分(部分表面)进行处理，改性部分至少构成元件所拥有的表面的一部分。换言之，根据要求，目标可以是选自元件表面的一部分或其整个表面。

同样，术语“聚合物颗粒”是指从聚合物上部分解离的那些颗粒或者单体。但是，在实施方案的意义上，认为这样的部分包括聚合物被酸断链时的所有形式。同样，表达方式“聚合物薄膜形成”包括形成基本均匀的薄膜，也包括其每个部分在二维表面上存在不同取向的薄膜。

同样，在其说明书中，术语“聚合物”是指其第一部分具有官能团，第二部分具有与官能团不同的界面能，但是基本等于目标结合的元件的表面能，优选的是它应该不同于上述元件表面的结构材料。所以，根据要改性的元件的结构材料，只要希望的聚合物适当地选自具有基本与元件的表面能相等的界面能的聚合物，它就应该是足够好的。更优选的是，“聚合物”是可以被断链的，并且在断链后，它可以按需缩聚。除了上述第一和第二部分之外，聚合物还可以具有官能团。在这种情况下，然而，以亲水处理为例，希望的是相对于第一和第二部分以外的官能团(与上述亲水基团相比，它变成比较疏水的基团)，作为官能团的亲水基团应该存在较长的链。

(进行表面改性的原理)

对于可应用于本发明的元件的表面改性，通过把具有基本等于元件表面(基础的表面)的表面(界面)能的主骨架(总称为主链或侧链基团或基团)与具有与元件表面的表面(界面)能不同的表面能的基团结合形成的聚合物，被利用以通过在表面改性剂中的具有基本与元件表面的界面能相等的表面能的主骨架部分，能使聚合物结合到元件表面上，并且使具有与元件表面的界面能不同的表面能的基团，朝着相对于元件表面的外侧取向形成聚合物薄膜(聚合物面层)，以获得这种改性。

换言之，从关于用于上述表面改性剂的聚合物的不同观点出发，可能运用这种聚合物作为以下聚合物，其中提供有第二种基团，其亲和性基本与元件改性前暴露在元件表面上的基团不同，和第一种基团，其亲和性基本类似于元件表面上暴露的基团，它包含在聚合物主骨架的重复单元中。

图13A和13B是示意表示这种取向模式的典型实施例的图。图13A是表示一种使用以下聚合物的情况的图，该聚合物中，第一种基团1-1和第二种基团1-2相对于主链1-3作为侧链结合。图13B是表示第二种基团1-2形成主链本身，第一种基团1-1形成侧链的情况的图。

取图13A和13B所示的取向为例，形成元件表面的基底6的最外表面必须改性，它存在具有与基底6的表面能(界面能)不同的表面能的基团1-1在表面上取向的状态。因此，利用具有与基底6的表面(界面)能不同的表面能的基团1-1的伴随性质来改性表面。这里，基底6的表面(界面)能来自暴露形成该表面的物质或分子表面上的基团5并由其决定。换言之，第一种基团作为用于图13A和13B所示的实施例中的表面改性的官能团，并且如果基底6的表面是疏水的，第一种基团是亲水的，为基底6表面提供亲水性。在这方面，如果第一种基团1-1是亲水的，在基底6侧面上的基团5室疏水的，认为存在图29中所示的状态，例如后面所述的在利用聚硅氧烷时。在这种状态下，在进行改性过程后，随着在亲水基团和在基底6表面上的疏水基团之间的平衡的调节，在进行改性过程后，当水或水作为其主要成分的含水液体通过基底6的表面时，也可以调节通过时的通过条件或流量。则可理解的是，如果在与喷墨记录头整体形成的墨水罐中通过聚烯烃的织物元件建立这样的表面条件，以优异的条件在墨水罐中填充墨水或从墨水罐向记录头供墨水有可能有效地进行，例如，聚烯烃的织物元件提供一种纤维外壁面或者这种墨水罐作为分离元件布置，并在墨水罐中保证合适的负压，因此在墨水排出后立即在记录头的排出口附近以良好的状态保证墨水界面(弯月面)的位置。这样，提供最适用于负压产生部件的元件成为可能，其中，为了保持待供给到喷墨记录头上的墨水，静负压大于动负压。

这里特别是在图29所示的纤维表面结构的情况下，亲水基团1-1是聚合的基团，所以，它比同侧的侧链上的甲基(疏水基团)具有更长的结构。因此，在墨水流动时，亲水基团对应于流量沿纤维表面倾斜(同时，基本覆盖上述的甲基)。因而，所得的流动阻力变得相当小。相反，当墨水流到达一个终止位置在纤维之间形成弯月面时，亲水基团1-1变成与面向墨水的方向垂直，即从纤维表面的垂直方向(这是上述甲基暴露在纤维表面上)，使得有可能形成足够的负压，在亲水(大)-疏水(小)的分子水平内形成平衡，优选的是使上述亲水性的作用可靠，因为该亲水基团1-1有许多亲水基团(至少多个)，作为前面的实施方案，其中形成许多(-C-O-C-)键合和作为端基的OH基团。同样，如果在聚合物中存在上述甲基的其它疏水成分，优选的是使亲水基团的存在范围大于疏水基团，以便确定亲水基团在更高的分子级上。如上所述，如果它们之间的平衡变成亲水性＞疏水性，就应该是足够好的。

现在，在墨水供给口部分的静负压表示为下列公式。

静负压＝(从供墨水口到墨水界面的高度)-(墨水界面处纤维的毛细管力)

这里，毛细管力是假定在墨水和纤维吸附剂之间的润湿接触角为θ时，它正比于COSθ。所以，取决于有无本发明的亲水处理，如果对墨水的θ有大的变化，由于COSθ的变化量可能使静负压变得更低，而用绝对值来表示，保证它更高成为可能。

更具体地，如果接触角为10°左右，即使进行亲水处理，毛细管力最大增大到2％。然而，如果墨水和纤维的组合使其难以存在润湿性，即接触角例如调节到50°，如果接触角降低到10°或更小，毛细管力可以增大50％(COS0°/COS10°＝1.02，COS10°/COS50°＝1.5)。

这里，作为制造具有图13A和13B所示的改性表面的元件的特定方法，将描述一种使用提高处理剂润湿性的改良剂的方法，它是一种良好的聚合物溶剂，可用于表面改性的基础。这种方法使得溶解表面改性剂聚合物的处理液(表面改性液)均匀涂敷在基础表面上，然后，在这种处理液中含有的表面改性剂聚合物如上所述取向，并除去处理液中含有的溶剂。

更具体地，在表面改性剂的良好溶剂中制备一种具有特定量表面改性剂和其中混合的酸的液体(表面处理液；如果使官能团为优选的亲水基团，希望应该含有纯水)，它可以充分涂敷在基础表面上，在表面处理液涂敷到基础表面上之后，通过蒸发和干燥(例如在60℃温度下的烘箱中)进行除去表面处理液中的溶剂的过程。

这里，从使用于表面改性的聚合物更容易均匀涂敷的观点出发，更希望在溶剂中含有有机溶剂，这种有机溶剂在基础表面上有足够的润湿性，并且均匀溶解作为表面改性剂的聚合物。此外，有一种作用，即当表面改性剂聚合物浓度随着溶剂蒸发而升高时，这种试剂均匀分散在所涂敷的液体层中，提供保持充分溶解的条件的作用。除了这种作用以外，它还使均匀覆盖甚至具有复杂外形的表面成为可能，因为表面处理液对基础有足够的润湿性，所以可以在基础表面广泛且均匀地涂敷表面改性剂的聚合物。

同时，除了在基础表面具有润湿性的第一种溶剂外，它还是良好挥发的聚合物溶剂，表面处理液可以含有混合使用的第二种溶剂，它也是聚合物的良好溶剂，但是其润湿性比第一种溶剂差，同时，挥发性比第一溶剂低。作为其一个实例，例如在使用聚氧化亚烷基·二甲基硅氧烷作为聚合物由聚烯烃类树脂形成改性表面时，存在一种后面要描述的水和异丙醇的组合。

这里，可以想到的是，通过向表面改性液中加入酸作为断链催化剂获得的作用如下：例如，随着在表面处理液的蒸发和干燥过程中所用溶剂的蒸发，酸成分的浓度增大，高度浓缩的酸和热量的产生一起通过表面改性用的聚合物的部分解离(断链)产生的聚合物颗粒使得有可能均匀取向到更细部分的基础表面上，并还预计在蒸发和干燥的最后阶段，通过重新结合断链的聚合物部分本身，通过在表面改性剂中的聚合物的聚合，促进聚合物薄膜(聚合物面层或优选的是单体薄膜)的形成(作为另一种作用)。

同样，在酸成分的浓度在表面处理液的蒸发和干燥过程中随着溶剂的蒸发而增大，这种高度浓缩的酸除去了基础表面上和靠近其表面的杂质。因此，预计干净地形成基础表面。在这种清洁地形成的表面上，也可以预期其中在基础物质·分子与表面改性剂的聚合物之间增强了粘附机械力。

此时，基础表面部分被加热伴随的高度浓缩的酸分解，在基础表面上形成活性点，然后，在基底表面形成活性点，可能发生副化学反应，结合这些活性点和上述聚合物断链产生的颗粒。因此，由于可能的情况是，由于在表面改性剂和基础之间的这种副化学吸附，增强了稳定化的表面改性剂的粘附可能在基础上局部存在。

下面参考图14-20，详细描述通过具有基本与表面改性剂(含有亲水处理剂)的基础的表面能相等的表面能的主骨架的解离，和根据实施例在基础表面上的缩聚进行的聚合物薄膜形成过程，所述实施例中，官能团是亲水基团，并且为疏水基团表面提供亲水性。在这方面，形成作为整个基团能够提供亲水性的亲水基团。这里，亲水基团本身，或者拥有疏水链或疏水基团，但是在用亲水基团等取代时，具有能作为一个基团提供亲水性的亲水基团可以用作亲水基团。

图14室表示涂敷亲水处理剂后的状态的放大图。在这一点上，作为在亲水处理液8中含有的亲水处理剂，聚合物1-4和酸7均匀溶解在基底6表面上的亲水处理液中。图15是表示在涂敷亲水处理剂之后的干燥过程的放大图。在涂敷亲水处理剂之后的干燥过程中由加热伴随的干燥中，可理解的是，随着溶剂的蒸发，酸成分的浓度增大，此时，基底6表面上及其附近存在的杂质被除去，对于基底6和作为表面改性剂的聚合物1-4，由于基底6表面的漂洗作用产生的基底6的清洁表面增强了物理吸附力。同样，在涂敷亲水处理剂之后的干燥过程中由加热伴随的干燥中，可能存在亲水处理剂的聚合物1-4的部分，在酸成分的浓度随着溶剂的蒸发而增大时，部分所述聚合物被断链。

图16是示意表示聚合物1由于浓缩的酸而分解的图。图17表示这样分解的亲水处理剂吸附到基础上的状态。此外，随着溶剂蒸发的进行，形成亲水处理剂的聚合物1-4的颗粒1a-4b的主骨架达到解离饱和，并存在基本与基础的表面能相等的表面能。该部分选择性吸附到通过漂洗作用形成的基底6的清洁表面上。因此，在表面改性剂中具有与基底6的表面能不同的表面能的基团1-2可能取向到基底6的外侧。在图16中，参考数字151表示第一种基团；152表示第二种基团；153表示表面改性剂的主链；154表示颗粒1；155表示颗粒2。

因此，在基底6的表面上，具有基本与该表面的表面能相等的表面(界面)能的主骨架部分被定向。然后，由于具有与基底6的表面能不同的表面能的基团1-1处于被定向到与基底6的表面相反的外侧上的状态，如果基团1-1是亲水基团，就为基底6的表面提供了亲水性。以该方式改性了所述表面。图18是表示在涂敷并干燥亲水处理液之后，亲水处理剂和被吸附的基础表面的状态的图。

在这方面，用聚硅氧烷等作为聚合物，通过断链产生的颗粒的缩聚，它能至少在部分颗粒中结合，例如，在吸附到基底6的表面上的颗粒之间产生结合成为可能。这样，可以使亲水处理剂的覆盖薄膜更牢固。在使用聚硅氧烷时，可能发生其中在已经通过硅氧烷部分吸附到基础表面上之后，亲水处理剂更稳定地吸附的现象，所述硅氧烷部分是由于高度浓缩的酸解离的，通过缩聚与在空气中的水重新结合。图19是示意表示由于缩聚反应与在空气中的水的这种重新结合的图。因此，使用硅氧烷通过断链颗粒的形成和缩聚的聚合机理可能理解如下。

换言之，随着在处理表面上的表面处理液的控制干燥，在表面处理剂中含有的稀酸浓度增大使其成为浓酸。浓酸(例如H₂SO₄)使聚硅氧烷和硅氧烷的结合断开。因此，产生聚硅氧烷的颗粒和甲硅烷基硫酸(图解1)。然后，随着在处理表面上存在的处理液的进一步干燥，在表面处理液中的颗粒浓度升高，从而增大了颗粒本身之间的接触概率。因此，如图解2所示，颗粒本身缩聚，重新产生硅氧烷的再结合。同时，如果处理表面是疏水的，作为副产品的甲硅烷基硫酸，使其甲基也朝向处理表面取向，砜基在与处理表面不同的方向上取向。那么，这可能有助于处理表面的亲水处理。

图解1：

图解2

这里，图20示意表示具有在用于其的溶剂中含水的组成的表面处理液的状态的一个实施例。当水在处理液的溶剂中存在时，在通过加热伴随的溶剂从亲水处理用的处理液中蒸发过程中，水和挥发性有机溶液被蒸发(在11处表示水的气态分子，在10处表示有机溶液的气态分子)。此时，挥发性有机溶剂的蒸发速度比水的蒸发速度快。因此，在处理液中的水浓度升高，所以处理液的表面张力增大。结果，在基底6的处理表面和处理液的界面上产生表面能的差异。在基底6的处理表面和其水浓度已经升高的处理液(在12处的含水层)的界面上，基础的部分，与在来自作为亲水处理剂的聚合物的颗粒1a-4b中的基底6的处理表面具有基本相同或相同的表面能，朝向基底6的处理表面侧取向。另一方面，具有来自作为亲水处理剂的聚合物的颗粒的亲水基团的部分，朝着含水层侧取向，此含水层由于有机溶剂的蒸发，水浓度已经升高。因此，有可能更增强了聚合物颗粒的指定的取向能力。

本发明涉及通过负压保持墨水的喷墨水用途的纤维吸附剂，并对形成纤维吸附剂的纤维表面进行亲水处理。然而，通过上述适用于本发明的元件表面改性，目标元件不必局限于纤维。取决于聚合物所拥有的官能团的性质和种类，各种元件都是可以使用的。下面将描述几个实施例。

(1)在官能团包含在亲水基团内的情况下

这里，目标元件是要求吸附的，如用于喷墨水***的吸墨水剂或一些其它元件(如果这种元件含有烯烃类纤维，上述实施方案是适用的)。在这种情况下，本发明的表面改性可以提供能立即吸附液体的亲水性(在上述实施方案中描述的水基墨水等)，同时如果需要，可以产生液体保持性方面的良好效果。

(2)在官能团为亲液的官能团的情况下

通过适用于本发明的表面改性，可以有效地为需要亲液性的物体提供官能。

(3)表面改性对于其它方面的应用

通过上述机理的原理，其对于其它方面的应用都是可能的并且包括在其原理中。

特别地，用聚合物作为处理剂，它含有改善润湿性以提供元件的表面润湿性的润湿性改良剂(例如异丙醇：IPA)和一种聚合物溶剂；一种使聚合物断链的介质；和其表面能与元件表面的部分表面能基本相同或相同的基团，但是在该基团和上述官能团的任一种之间具有不同的界面能，通过断链之后的缩聚进行的表面改性可以表现出优异的效果，且可靠地提供传统技术从未获得的均匀性和性能。

这里，在此处说明书中，相对于所含有的液体润湿性方面性能优异也称为“亲液性”。

同样，作为本发明的补充概念，通过应用上述表面改性方法，可以减少用于模塑或成型纤维的中和剂(硬脂酸钙、hydrotallsite等)或其它添加剂(如果在纤维中含有的话)进入墨水的溶出或由墨水引起的析出。因此，在根据本发明形成聚合物薄膜时，可以解决这类问题。所以，通过上述表面改性方法，可以使添加剂的可用范围更大，如中和剂，同时防止墨水本身特性被改变，以及喷墨水头本身的特性被改变。

图28是表示在制造这些中元件的每一种的各步骤的一个实例的图。在制造开始时，提供元件和处理液。然后，通过下列步骤可以获得其表面已经改性的元件：即把处理液涂敷到待改性的元件表面上(到改性表面上)；从改性表面除去任何多余的部分；浓缩处理液使在改性表面上的聚合物断链，并使颗粒取向；蒸发处理液使颗粒之间相结合以进行聚合。通过这些步骤，可以获得其表面已经改性的元件。

处理液浓缩和蒸发步骤优选的是可以在高于室温(例如60℃)的温度下在连续的加热和干燥过程中进行。当用于改性由聚烯烃类树脂形成的表面的聚硅氧烷与水、酸和有机溶剂(例如异丙醇)一起使用时，处理时间例如可以为45分钟-2小时。如果使用40重量％的异丙醇，例如约为两小时。在这方面，如果使水含量更小，可以缩短干燥过程所需时间。

这里，在图28所示的实施例中，通过聚合物断链形成颗粒在元件的改性表面上进行，但是，可以通过向元件的改性表面提供已经含有颗粒的处理液来使其取向。

对于处理液的组合物，可以利用例如含有上述润湿性改良剂、溶剂、聚合物断链催化剂、聚合物的组合物，该润湿性改良剂是有作为表面改良剂的有效成分的良好聚合物溶剂，并且还有适用于改性表面的润湿性，来增强处理液对于改性表面的润湿性；所述聚合物具有为改性表面提供改性效果的官能团，和获得与改性表面的结合作用的基团。

<原理应用实施例1>

下面将描述把表面改性过程的上述原理应用于聚丙烯·聚乙烯纤维集料的实施例。通过以具有能使墨水或其它液体为了例如保持的目的而渗入的结构的团块状形式，复杂地复合纤维来制备该聚丙烯·聚乙烯纤维集料。

如上面的实施方案所述，这是由聚丙烯和聚乙烯的双轴结构纤维形成的，每根纤维的长度约为60毫米。

对于本实施例，目标元件的外形是纤维的结构，液体的保持性一般高于具有平坦表面的元件。所以，处理液的组成准备如下。

表1

(用于纤维元件的亲水处理液的组成)

成分	组成(重量％)
		(聚氧化亚烷基)聚(二甲基硅氧烷)	0.40
硫酸	0.05
		异丙醇	99.55

利用按上述组成制备的亲水处理液，通过根据第一种实施方案或第二种实施方案的制造方法制造聚丙烯·聚乙烯纤维集料。

(对比实施例1和参比实施例1)

作为对比实施例1，对于上述纤维元件亲水处理液，使用仅含有硫酸和异丙醇而制备的液体，根据第一种实施方案或第二种实施方案制造聚丙烯·聚乙烯纤维集料。换言之，使用通过从表1所示的处理液中除去聚氧亚烷基聚二甲基硅氧烷而制备的液体。同时，作为参比实施例1，使用未处理的PP·PE纤维集料。

通过上述操作获得的每种纤维集料的表面处理条件的评价和其结果如下。

(1)评价PP·PE纤维集料亲水性的方法

(a)使用注射器通过纯水滴评价

使用原理应用实施例1处理的PP·PE纤维集料、对比实施例1的PP·PE纤维集料、和参比实施例的未处理的PP·PE纤维集料分别利用注射器从上面注入纯水滴，观察其渗透情况。

(b)通过浸入纯水中来评价

把一个可充分盛装PP·PE纤维集料的足够大的容器充入纯水。把使用原理应用实施例1处理的PP·PE纤维集料、对比实施例1的PP·PE纤维集料、和参比实施例的未处理的PP·PE纤维集料缓慢放在容器中。然后，分别观察纯水进入每种PP·PE纤维集料的渗透情况。

(3)PP·PE纤维集料的亲水性评价结果

(a)使用注射器通过纯水滴评价的结果

在利用注射器从上面把纯水滴到用原理应用实施例1处理的PP·PE纤维集料上时，纯水立即渗入纤维集料。

另一方面，对比实施例1的PP·PE纤维集料和参比实施例的未处理的PP·PE纤维集料根本不能使来自注射器的纯水滴进入PP·PE纤维集料，并形成球形液滴就象在PP·PE纤维集料上被排斥一样。

(b)纯水浸渍的评价结果

在利用原理应用实施例1处理的PP·PE纤维集料缓慢放入充满纯水的容器中时，PP·PE纤维集料缓慢沉入水中。这表明通过第一种实施方案或第二种实施方案的方法制造的PP·PE纤维集料的至少表面提供有亲水性。

另一方面，当对比实施例1的PP·PE纤维集料和参比实施例的未处理的PP·PE纤维集料缓慢放入充满纯水的容器中时，对比实施例1的PP·PE纤维集料和参比实施例的未处理的PP·PE纤维集料都处于在纯水上完全飘浮的状态。此后，根本没观察到这些集料吸水，清楚表明了疏水性。

从上述结果发现，利用由具有聚氧化亚烷基链的聚亚烷基硅氧烷、酸和醇形成的处理液，在纤维表面上形成了聚烷基硅氧烷薄膜，从而有效地进行了表面亲水处理过程。因此，发现所制造的PP·PE纤维集料能够出现作为吸墨水剂对于水性墨水足够均匀的功能。

关于上述结果，即关于适用于本发明的表面改性，为了获得通过具有聚氧化亚烷基链的聚烷基硅氧烷的结合在PP·PE纤维表面形成聚合物薄膜的证明，观察了纤维表面的SEM照片。

图21、图22和图23表示参比实施例1(未处理的PP·PE纤维集料)的未处理的PP·PE纤维集料的放大SEM照片。同样，图24表示对比实施例4(仅用酸和醇处理的PP·PE纤维集料)的PP·PE纤维集料的放大SEM照片。

图25、图26和图27表示原理应用实施例1(亲水处理的PP·PE纤维集料)的处理的PP·PE纤维集料的放大SEM照片。

首先，确定在放大的SEM照片上表示的PP·PE纤维表面的任一种上有机物的结合没有引起明显的结构变化。事实上比较表示未处理的PP·PE纤维的图23和精确表示亲水处理的PP·PE纤维的图27中所示的放大2000倍的照片，根据SEM观察，在未处理的PP·PE纤维集料表面与亲水处理的PP·PE纤维集料表面之间没有发现差异。这里，对于亲水处理的PP·PE纤维，聚氧亚烷基聚二甲基硅氧烷以薄膜(认为是单体薄膜)形式均匀粘附在纤维表面。所以，用外形表示，与原来的纤维表面没有明显差异，确定通过SEM观察不能发现差异。

另一方面，在观察图24所示的仅用酸和醇处理的PP·PE纤维的SEM照片时，在纤维的交叉部分(熔合的点)上观察到许多切口。同时，观察到许多节状的部分。这种变化表示在纤维表面上，尤其是PE表面层上，PP·PE分子的退化结果，这是在加热和干燥过程中由溶剂的蒸发产生的高度浓缩的酸和干燥过程本身产生的热量诱发并促进的。

同时，亲水处理液含有相同浓度的酸，并进行相同的加热和干燥，但是，没有出现如仅用酸和醇处理的PP·PE纤维上观察到的纤维结合部分的切口和纤维上的节状部分。这一事实表明，在纤维表面上的PE分子的退化被用于原理应用实施例1的亲水处理液抑制。在这种情况下，可能的是，即使酸作用在纤维表面上的PE分子上并产生切口，并且在分子中产生自由基，某种物质或结构捕获了该自由基，从而抑制了可能在链上损坏PE的该自由基。在捕获这样的自由基过程中，粘附到纤维表面上的聚氧亚烷基聚二甲基硅氧烷参与并与PE表面以捕获基的方式形成化学结合。所以，这里不可否认的是具有抑制可能由自由基链产生的PE/PP损坏的伴生现象和作用。

考虑了所有这些，确定了通过聚氧亚烷基聚二甲基硅氧烷均匀结合到纤维表面上获得了原理应用实施例1中的纤维表面改性。在其过程中，预计在亲水处理液中含有的酸和溶剂在纤维表面上产生清洁作用。同时，有促进聚氧化亚烷基链的物理吸附的预期作用。此外，在由高度浓缩的酸和热引起的PE分子切割产生的PE分子切割部与聚氧化亚烷基链之间，可能存在化学结合的良好可能性。

此外，在原理应用实施例1中，例如，可以均匀地在如图6中的放大图所示的由曲面形成的纤维表面上容易地形成聚合物薄膜。采用由聚合物包围覆盖的表面(其截面的外圆周外形是闭合链形式的)的这种周边，可能由聚合物薄膜防止表面改性部分从目标元件上剥离。

在这方面，在双轴纤维中，有一种芯部分(芯料)1b局部暴露在外壁表面上的情况，如图3B所示，由表面层(壳料)形成的表面和由芯部分形成的表面在某些情况下可以混合。即使在这种情况下，通过进行本发明的表面改性过程，暴露的芯部分和表面层的表面可以获得亲水性。这里，只有在涂敷并干燥具有亲水官能的界面活性剂时，如果略微扭弯用纯水漂洗，容易失去这样获得的亲水性，因为界面活性剂立即溶解并洗提进入水中，尽管在初始阶段可以局部获得亲水性。

<原理应用实施例2和3>

下面将描述上述表面亲水处理过程的原理应用于聚丙烯纤维集料(PP纤维集料)的实施例。更具体地，作为PP纤维集料，使用以2cm×2cm×3cm的矩形形成的2但尼尔纤维直径的纤维团块。

首先，制备下列两种组成的亲水处理液。

表2

(亲水处理液的组成)

化合物	组成(重量％)
		(聚氧化亚烷基)聚(二甲基硅氧烷)	0.1
硫酸	0.0125
		异丙醇	99.8875

表3

(亲水处理液的组成)

化合物	组成(重量％)
		(聚氧化亚烷基)聚(二甲基硅氧烷)	0.1
硫酸	0.0125
		异丙醇	40.0
纯水	59.8875

按所列顺序加入异丙醇和纯水按上面所列制备第二种组合物(原理应用实施例3)。这里，硫酸和聚氧化亚烷基聚二甲基硅氧烷稀释四次。

这里，根据第一种实施方案或第二种实施方案，获得使用具有异丙醇作为其主要溶剂的第一种组合物的溶液(表2)作亲水处理液制造的PP纤维集料(原理应用实施例)，和使用具有水和异丙醇作为其混合溶剂的第二种组合物的溶液制造的PP纤维集料(原理应用实施例3)。

(参比实施例2)

未处理的PP纤维集料作为参比实施例2。

与原理应用实施例1的情况一样，使其表面疏水的参比实施例2的未处理PP纤维集料改性，获得亲水表面，作为原理应用实施例2的PP纤维集料和原理应用实施例3的PP纤维集料。为了评价亲水性的程度，在培养皿中制备水性墨水(γ＝46达因/厘米)7克，在墨水液表面上，轻轻放上原理应用实施例2的PP纤维集料和原理应用实施例3的PP纤维集料，以及参比实施例2的未处理PP纤维集料。

虽然参比实施例2的PP纤维集料在水性墨水表面呈飘浮状态，但是，原理应用实施例2的PP纤维集料和原理应用实施例3的PP纤维集料分别从其底面吸附墨水。然而，在比较原理应用实施例2的PP纤维集料和原理应用实施例3的PP纤维集料时，在它们之间吸附水性墨水的量明显不同。原理应用实施例2的PP纤维集料完全吸附培养皿上的墨水，但是，原理应用实施例3的PP纤维集料在培养皿上留下约一半的墨水。

作为覆盖原理应用实施例2的PP纤维集料和原理应用实施例3的PP纤维集料的聚合物的聚氧亚烷基聚二甲基硅氧烷的量上基本没有明显差异。但是，在覆盖每种表面时，聚合物本身的取向度不同，这种差异可能产生它们之间的吸附性不同。

例如，对于原理应用实施例2的PP纤维集料，覆盖其表面的聚合物是基本上取向的，但是，以取向上局部存在扰动的状态完成其粘附。另一方面，在原理应用实施例3中，取向上的这种扰动明显小。

确定了通过向使用聚氧化亚烷基聚二甲基硅氧烷的亲水处理过程中加入异丙醇和也作为溶剂的水可以获得具有优异取向的浓缩覆盖薄膜。需要处理液本身均匀润湿表面。所以，希望含有至少约20％的异丙醇。在原理应用实施例3的情况下，即使异丙醇含量小于40％，也可能覆盖。换言之，在蒸发并干燥溶剂的过程中，异丙醇挥发更快。因而，在该期间中，异丙醇含量降低更多。考虑这一点，即使开始时异丙醇含量为40％或更少，也有可能进行薄膜覆盖。同样，从工业安全性方面考虑，异丙醇含量优选的是应该为40％或更少。

同样，改性方法以及改性表面和元件的上述技术思想当然适用于除了作为负压产生部件的纤维集料以外的所有多孔元件。

在这方面，通过上述实施方案中公开的方法独特地处理成亲水的负压产生部件，产生在负压产生部件中吸附的墨水排出后再次吸附墨水时，在负压产生部件中保存的墨水量基本相等的作用，而不考虑排出墨水的量或重复吸附的频率，即由于本发明的明显效果，负压能够恢复到原始状态。

同时，在液体容器可分开地安装在含负压产生部件的室上的模式中，在更换液体容器时，含负压产生部件的室中的液体保存量改变，取决于(在各种条件中)液体存留直到靠近作为与墨水出口的连接器的连接管，或者液体已经消耗到接近供墨水口，或者没有可以消耗(或供给)的墨水的条件。然而，应用本发明，利用在上述实施方案中公开的方法的任一种获得的亲水处理的负压产生部件，有可能总是使含负压产生部件的室的墨水供给口部中的负压恢复到原始水平(负压和量)，而不考虑更换频率，和在更换前含负压产生部件的室中保持的液体量。

如上所述，根据本发明，在制造最后的纤维集料之前的阶段中存在的单根纤维或单位小集料中，对纤维表面改性，提供了亲水性，所以，与在最终制造了目标纤维集料后进行表面改性过程相比，使得可能在纤维集料的整个面积上进一步增强纤维集料的均匀的亲水性。同时，由于在单根纤维或小集料阶段使亲水处理液粘附到纤维表面上，可能使得处理步骤和处理时间小于使其粘附到最终的纤维集料上的情况。

作为上述亲液处理液，使用含有具有亲水基团的聚烷基硅氧烷、酸、醇和水的液体。因而，为烯烃类树脂的纤维表面提供亲液性成为可能。

通过以均匀纤维方向的卷曲短纤维形成上述小集料，即使纤维方向是均匀的，纤维本身也产生交叉点，使其有可能热结合纤维本身。

同时，作为上述纤维，形成了芯部分和覆盖芯部分的表面层，且芯部分和表面层用烯烃类树脂形成。然后，利用用比表面层熔点高的树脂形成芯部分的纤维，可以热结合纤维本身的交叉点。此时，在高于上述表面层(聚乙烯)熔点但是低于上述芯部分(聚丙烯)熔点的温度下进行加热，以便在纤维相互接触的表面层(壳料)处，形成能使聚乙烯本身熔在一起的结构。

此外，对于上述制造方法，在热熔合过程后，提供切割过程，按要求的形状切割纤维集料，可以使纤维集料在制造时获得切割截面和未切割截面，以便分别在这些截面上提供不同的特性。换言之，可以制造所形成的表面有由疏水的烯烃类树脂形成的切割截面和亲液的未切割截面的纤维集料。

同时，对于设有部分与大气相通的第一个室的液体容器，该室装有吸附液体的吸附剂；与外界封闭的第二个室，装有液体；能使第一个室和第二个室连通的靠近容器底部的连通通道；和作为容器外部部分的喷墨水头用的供液口，使用通过本发明的制造方法制造的纤维集料作为吸附剂，放置纤维集料的切割截面面对隔开第一个室和第二个室的隔墙。因而，主要由疏水烯烃类树脂形成的表面与这种分隔面接触，从而使得液体难以在纤维集料和分隔面之间残留。因此，随着存留的液体被喷墨水头消耗，在第一个室和第二个室之间可以迅速进行气-液交换。因此，在气-液交换时，即使喷墨水头一次消耗大量的墨水，也可以高流量地进行从第二个室到第一个室的供液。

Claims (20)

1.一种制造由具有改性表面的纤维形成的纤维集料的方法，包括下列步骤：

为至少在其表面层上有热塑性树脂的纤维表面提供含聚合物的亲水处理液，所述聚合物具有第一部分和第二部分，所述第一部分具有比所述表面更亲水的基团，所述第二部分具有与所述亲水基团不同的界面能，和基本等于所述纤维的表面能的界面能；

使第二部分朝向所述纤维表面取向，并使聚合物取向到与所述第一种基团的表面不同的侧面；和

通过加热具有在所述取向聚合物的步骤中的改性表面的所述纤维，使纤维本身的接触点热结合，形成一种纤维吸附剂。

2.一种根据权利要求1的制造纤维集料的方法，还包括下列步骤：

在所述处理液中提供使聚合物断链的催化剂，其中，

利用使聚合物断链的所述催化剂在所述部分的表面上使所述聚合物断链成为分小的聚合物。

3.一种根据权利要求2的制造纤维集料的方法，还包括下列步骤：

在所述部分的表面上结合所述分小的聚合物本身。

4.一种制造由具有改性表面的纤维形成的纤维集料的方法，包括下列步骤：

为至少在其表面层上有热塑性树脂的纤维表面提供含有颗粒的亲水处理液，这种颗粒具有可以通过使提供亲水基团的聚合物断链获得的第一部分和所述第二部分，所述聚合物包括具有亲水基团的所述第一部分，和所述第二部分，该第二部分具有与所述亲水基团不同的界面能，和基本等于所述纤维的表面能的界面能；

使所述颗粒的第二部分在所述表面侧朝向所述表面取向，并使所述第一部分取向到与所述表面不同的侧面；

至少部分缩聚在所述表面上取向的颗粒本身进行聚合；和

通过加热提供有所述亲水处理液的所述纤维，使纤维本身的接触点热结合，形成一种纤维吸附剂。

5.一种根据权利要求4的制造纤维集料的方法，其中，所述缩聚步骤还包括实现所述缩聚的加热步骤。

6.一种根据权利要求5的制造纤维集料的方法，其中，同时进行所述加热步骤和所述形成纤维吸附剂的步骤。

7.一种制造由具有改性表面的纤维形成的纤维集料的方法，包括下列步骤：

把至少在表面上有烯烃类树脂的纤维形成的小集料浸入到亲水处理液中；

通过浓缩并蒸发粘附到所述纤维表面上的亲水处理液改性纤维表面，成为具有亲水性的表面；和

使具有在其上获得亲水性的改性表面的纤维形成的小集料成束，并通过加热使纤维本身的接触点热结合。

8.一种制造由具有改性表面的纤维形成的纤维集料的方法，包括下列步骤：

使亲水处理液粘附到至少在表面上有烯烃类树脂的纤维形成的小集料上；

通过浓缩并蒸发粘附到所述纤维表面上的亲水处理液改性纤维表面，成为具有亲水性的表面；

成形具有在其上获得亲水性的改性表面的纤维形成的小集料；和

使所述小集料成束，并通过加热使纤维本身的接触点热结合。

9.一种根据权利要求1-8的任一项的制造纤维集料的方法，其中，作为所述亲水处理液，使用一种含有具有亲水基团的聚烷基硅氧烷、酸、醇和水的液体。

10.一种根据权利要求7或8的制造纤维集料的方法，其中，在浓缩并蒸发亲水液体时，在高于室温但低于烯烃类树脂熔点的温度下进行加热。

11.一种根据权利要求1的制造纤维集料的方法，其中，所述小集料通过卷曲的短纤维形成，并使纤维方向均匀。

12.一种根据权利要求1的制造纤维集料的方法，其中，使用具有芯部分和覆盖所述芯部分的表面层的纤维作为所述纤维，所述芯部分和所述表面层分别用烯烃类树脂形成，形成所述芯部分的树脂的熔点高于形成所述表面层的树脂的熔点。

13.一种根据权利要求12的制造纤维集料的方法，其中，在热结合纤维本身的交叉点时，在高于所述表面层的熔点且低于所述芯部分的熔点的温度下进行加热。

14.一种根据权利要求12或13的制造纤维集料的方法，其中，形成所述芯部分的树脂是聚丙烯，形成所述表面层的树脂是聚乙烯。

15.一种制造由具有改性表面的纤维形成的纤维集料的方法，包括下列步骤：

为至少在其表面层上有热塑性树脂的纤维表面提供含聚合物的亲水处理液，所述聚合物具有第一部分和第二部分，所述第一部分具有比所述表面更亲水的基团，所述第二部分具有与所述亲水基团不同的界面能，和基本等于所述纤维的表面能的表面能；和

通过加热提供有所述处理液的纤维，使纤维本身的接触点热结合，通过使第一部分朝向所述纤维表面取向，第一部分朝向与所述表面不同的侧面取向，形成一种具有改性表面的纤维吸附剂。

16.一种制造由具有改性表面的纤维形成的纤维集料的方法，包括下列步骤：

为纤维表面提供含聚合物的亲水处理液，所述聚合物具有第一部分和第二部分，所述第一部分有亲水基团，所述第二部分具有与所述亲水基团不同的界面能，和基本等于所述纤维的表面能的界面能；和

通过加热提供有所述处理液的纤维形成纤维集料，通过使第二部分朝向所述纤维表面取向，同时使第一部分朝向与所述表面不同的侧面取向，形成一种具有改性表面的纤维吸附剂。

17.一种根据权利要求1的制造纤维集料的方法，还包括下列步骤：

在热结合步骤后按要求的形状切割。

18.一种通过根据权利要求17的制造方法制造的纤维集料。

19.一种装有根据权利要求18的纤维集料作为液体吸附剂的液体容器，包括：

部分与大气连通的第一个室，其中装有所述纤维集料；

与外界密闭的第二个室，装有液体；

靠近容器底部连通所述第一个室和所述第二个室的连通通道；和

容器外的喷墨水头用的供液口，其中，

所述纤维集料的切割截面面向所述第一个室和所述第二个室的分隔面。

20.一种根据权利要求19的液体容器，其中，所述喷墨水头用提供给液体的热能从喷嘴排出液滴。

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