KR20000069818A - 프린터용 잉크 필터 요소 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프린터의 프린터 카트리지내에서 인쇄 유체를 여과시키기 위한 필터 요소에 관한 것이다. 본 발명의 필터 요소는 잉크, 염료, 왁스 등과 같은 인쇄 유체로부터 불순물을 제거하는 미세다공성 필터 매체를 포함한다.
Description
프린터 산업에서의 경향은 빠른 속도에서 고해상도의 영상을 만드는 것이다. 이를 위해서, 프린터 제조업자는 인치당 보다 많은 도트(dot)를 갖는 인쇄물을 생성하고, 도트 혼합 및 색채 조합의 보다 나은 이해를 발전시키기 위해 분투하고 있다. 잉크 제트 프린터의 경우에, 수용 매체로 잉크를 전달하는 분사 포트의 유형으로부터 많은 조절이 이루어진다. 분사 포트는 잉크를 강제로 종이위로 밀어내는 매우 작은 구멍이다. 프린터 제조업자는 분사 포트의 유형 및 숫자를 변화시킬 수 있다. 통상의 잉크 제트 카트리지는 약 30 내지 200 분사 포트를 가질 수 있고 분사 포트의 정확한 작동은 그 프린터의 적절한 작동에 중요하다. 따라서 잉크가 분사 포트에 도달하기 전에 잉크에 존재할 수 있는 불순물 또는 응집물을 여과시켜 제거하는 것은 중요하다.
많은 다른 기술을 이용하여 잉크를 분사 포트 밖으로 나오게 할 수 있다. 전압으로 팽창하여 잉크를 압착시켜 작은 저장소로부터 잉크를 끌어내기 위한 압력을 형성시키는 압전 요소에 의해 잉크는 압축되어 나갈 수 있다. 분사 포트를 통해 잉크를 밀어내는 다른 방법으로는 기포 분출(bubble jet) 및 열 분출(thermal jet) 기술을 들 수 있다. 잉크 제트 프린터 기술과 관련된 이런 것들 및 다른 것들은 이하에서 잉크 제트 프린터로 일컬어질 것이고, 그 내부에 필터가 위치하는 카트리지 또는 하우징(housing)은 "잉크 카트리지"로 일컬어질 것이다. 잉크, 염료 또는 왁스를 인쇄 매체로 전달하는 많은 방법이 있다. 이런 기술 중 몇가지는 고체 왁스 또는 염료를 변형시키고 전달되도록 하기 위해 열을 이용한다. 때로 왁스 열, 염료 열, 왁스/염료 열, 직접 왁스, 직접 염료, 및 상 전이 기술로 불리는 다른 기술은 전달 전에 고체를 직접 증기로 승화시킨다. 편의를 위해, 전술한 잉크 제트 인쇄 기술 뿐만 아니라 이것들도 하기에서 "잉크 프린터"로 부를 것이다. 또한, 잉크, 염료, 왁스 및 영상 생성 재료의 다른 유사한 조합체 및 유형도 편의를 위해 "잉크"라고 부를 것이다.
이런 모든 잉크 프린터 시스템에서, 잉크의 청결한 전달을 보증하는 것은 중요하다. 불순물이 분사 포트를 막히게 하면, 잉크 카트리지의 작동이 방해를 받는다. 종이로의 잉크의 흐름이 감소되거나 또는 막힌 포트에서 액체가 떨어질 수도 있다.
이 산업의 경향은 생성된 영상의 해상도를 향상시키기 위해 분사 포트의 지름을 최대한 작게 만드는 것이다. 따라서 이런 보다 작은 분사 포트를 막히게 할 수도 입자를 여과시켜 제거하는 것은 더욱 중요해지고 있으며 어려워지게 되었다.
가장 일반적으로 사용되는 필터 매체는 직물 스테인레스 강 스크린(woven stainless steel screen)이다. 이 스크린은 예정된 크기 보다 큰 입자를 여과시키기 위한 공극 크기를 형성하기 위해 인치 당 많은 여러 가닥으로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 테트코사(Tetko Inc.)로부터 구할 수 있는, 2중 네델란드 능직에서 인치 당 250x1400 가닥(cm 당 98x550 가닥)을 갖는 스크린은 19 미크론의 공칭 지름 이상의 입자를 여과시킬 것이다. 이 스크린의 효율은 하기에서 논의될 것이다.
통상 이 분야에서 사용된 스크린은 잉크와 화학적으로 양립성을 보장하는 통상적인 스테인레스 강이다. 대부분의 경우에, 잉크는 종이 또는 인쇄 기재의 흡습성을 증진시키기 위해 다른 화합물 뿐만 아니라, 계면활성제 및/또는 용매를 함유한다. 또한, 잉크는 산성일 수도 있고 염기성일 수도 있을 것이다.
직물 스크린이 마주친 중요한 어려움은 그것들이 여과를 위한 개방 영역을 거의 제공하지 않는다는 것이다. 파이버들 사이의 간격은 유체를 위한 유로를 형성하지만, 통상 이 영역은 필터의 전 영역의 단 10 내지 20%이다. 따라서, 여과를 위한 허용가능 영역이 작아서 잉크가 흐르는데 큰 저항을 생성한다. 또한, 잉크 카트리지는 보다 고속의 프린터와 관련된 요구 및 칼라 프린터 사용의 증가 때문에 잉크를 빠른 속도로 분배할 필요가 있다. 채색 영상은 영상을 생성하기 위해 보다 높은 수준의 잉크 적용 범위를 가지며, 따라서 보다 많은 잉크가 분배될 필요가 있다. 이런 새로운 경향은 흐름에 대한 저항의 저하를 보다 중요하게 만든다. 전술된 이유들 때문에, 직물 스크린은 보다 높은 유속에서 입자를 여과시키기 위한 이상적인 필터 매체가 아니다.
또한, 직물 스크린의 치수는 직조될 수 있는 인치 당 가닥의 수에 의해 제한을 받으며, 인치 당 가닥의 수가 증가함에 따라 스크린의 가격도 높아진다. 따라서, 직물 스크린의 가격은 이런 큰 부피, 가격 민감 제품에서의 그 사용을 제한한다.
스테인레스 강 스크린의 또 다른 문제는 이들을 통상적으로 플라스틱 잉크 제트 카트리지 하우징과 결합시키고 밀봉시키기 어렵다는 것이다. 통상 필터 재료는 플라스틱에 고온 고정되며, 스크린의 불규칙한 가장자리 때문에, 완전한 밀봉이 이루어지기 어렵다. 원판 형으로 절단된 경우, 직물 스크린은 잘 밀봉되지 않으면 입자가 통과하는 누출 경로를 만들 수 있는 찢어진 경계를 가질 수 있다. 몇몇 경우에서, 스테인레스 강 스크린에 우수한 밀봉을 보증하기 위해 접착제를 적용할 수 있다. 하지만, 이것은 시간 소모이며 가격을 높이는 공정이다. 따라서, 잉크 카트리지 하우징에 이 스크린을 적용하는 것에 대한 수득율은 이런 처리 문제 때문에 목적하는 수준 이하가 된다.
또한, 스테인레스 강 스크린은 분사 포트를 오염시키거나 또는 막히게 할 수 있는 누출 입자 또는 파이버를 유출시킬 수 있다. 스크린을, 통상적으로 다이(die) 절단에 의해 절단할 때, 혼성 금속 가닥은 으깨지거나 부러질 수 있다. 필터 원판이 잉크 제트 카트리지에 부착된 후 이 작은 스크린 단편들이 유출될 수 있다. 이 유출 가닥 중 하나가 필터 원판의 하류에 도달하면, 이것은 분사 포트 헤드를 막히게 할 수 있는데, 이는 프린터에 문제를 발생시킨다.
최종적으로, 열 염료 승화와 같은 소정의 적용에 있어, 고체 왁스는 유체가 될 때까지 가열된다. 그리고 나서, 이 유체는 영상을 현상하기에 앞서 여과된다. 불순물 또는 그 왁스의 큰 비유체화된 조각과 같은 입자가 그 장치를 막히게 하지 않도록 보장하는 것이 중요하다. 따라서, 고온 안정성을 갖는 필터가 필요할 수 있을 것이다. 100-150℃ 온도가 일반적이다. 또한, 열 잉크 제트 뿐만 아니라, 다른 잉크 제트 프린터 기술에서, 분사 포트 영역에서 잉크가 가열될 수도 있다. 역시, 이러한 상승된 온도를 견딜 수 있는 필터 재료를 갖는 것이 중요하다.
따라서, 본 발명의 1차적인 목적은 잉크 프린터 카트리지 내의 잉크로부터 불순물을 여과시키기 위한 개선된 필터를 제공하는 것이다. 이런 개선된 필터는 여과를 위한 고 비율의 개방 영역을 갖고 따라서, 흐름에 대한 낮은 저항을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 프린터의 필요 여과 효율이 충족된다.
본 발명의 또 다른 목적은 화학적으로 불활성이고, 상승 온도에 견딜 수 있으며, 잉크 프린터 카트리지에 통상 사용되는 재료와 쉽게 결합하는 잉크 필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 이런 목적 및 다른 목적은 하기 설명의 관점에 기초하여 명백해질 것이다.
본 출원은 1997년 1월 21일에 출원되어 공계류중인 미국 특허 출원 제08/786,588호의 일부 계속 출원이다.
본 발명은 프린터의 프린터 카트리지 내에서 인쇄 유체를 여과시키기 위한 필터 요소에 관한 것이다. 본 발명의 필터 요소는 잉크, 염료, 왁스 등과 같은 인쇄 유체로부터 불순물을 제거하는 미세다공성 필터 매체를 포함한다.
본 발명의 작동은 수반된 도면과 결합되어 고려될 때 하기 설명으로부터 명백해질 것이며, 여기에서:
도1은 잉크 프린터 카트리지에 부착된 본 발명의 필터 요소의 횡단면도이고;
도2는 본 발명의 팽창 PTFE 미세다공성 막의 5000배 확대된 표면 스캐닝 전자 현미경 사진(SEM)이며;
도3은 본 발명의 팽창 PTFE 미세다공성 막의 1000배 확대된 표면 SEM이고;
도4는 본 발명의 소결 PTFE 미세다공성 막의 200배 확대된 표면 SEM이며;
도5는 종래 기술의 직물 스테인레스 강 스크린의 200배 확대된 표면 SEM이고;
도6은 본 발명의 필터 라미네이트의 횡단면도이며;
도7은 본 발명의 필터 조립체의 횡단면도이고;
도8은 부착된 접착 고리를 갖는 본 발명의 미세다공성 막의 평면도이며;
도9는 본 발명의 미세다공성 막, 본 발명의 접착 고리, 및 배킹 재료의 횡단면도이고;
도10은 접착 고리가 혼입된 본 발명 필터의 횡단면도이며;
도11은 필터 조립체에 열 고정된 본 발명의 필터 라미네이트의 측면도이고;
도 12는 고온 롤 라미네이터, 및 배킹에 적층되는 미세다공성 막의 횡단면도이며;
도13은 본 발명의 바람직한 잉크 필터의 효율 성능(4.5 미크론에서) 대 프라지에르의 그래프이다.
본 발명은 잉크 프린터 카트리지 내의 잉크로부터 불순물 및/또는 응집물을 제거하기 위한 개선된 잉크 필터를 제공한다. 본 발명은 필터 매체로서 미세다공성 막의 독특한 성질을 이용한다. 본 발명의 바람직한 구체예에서, 필터 소재는 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 소결 과립 PTFE, 폴리올레핀, 초고분자량 폴리에틸렌 등의 미세다공성 막을 포함한다. 또한, 본 발명의 또 다른 구체예에서, 본 발명의 미세다공성 막은 다양한 배킹 재료에 적층될 수 있다.
본 발명의 잉크 필터는 미세다공성 막 층을 단독으로 함유하거나 또는 바람직한 구체예에서, 임의의 수의 적합한 기술을 사용하여 배킹 재료에 적층되거나 결합된 미세다공성 막 층을 포함한다. 2층 복합체 구조는 이하에서 "필터 라미네이트"로 부를 것이다. 이 필터는 임의의 원하는 형태로 형성될 수 있으며 잉크 프린터 카트리지에 부착될 수 있다. 어떤 경우에는, 잉크 프린터 카트리지에 맞도록 압축되거나 부착될 수 있는 조립체에 그 필터를 부착시키는 것이 바람직할 수 있을 것이다.
어떤 경우에는, 미세다공성 막 또는 필터 라미네이트를 하나 이상의 친수성 재료로 처리할 필요가 있을 것이다. 특히, 소정의 미세다공성 막이 잉크에 의한 흡습을 허용하기에 충분할 만큼 친수성이 아닐 수 있기 때문에, 물을 기재로 한 잉크가 필터의 표면을 적시고 필터를 통해 흐르도록 그 막의 하나 이상의 표면을 피복하거나 또는 화학적으로 변환시키는 것이 바람직할 수 있을 것이다.
본 발명의 잉크 필터는 흐름에 대해 낮은 저항을 갖는 예외적인 여과 효율을 제공한다. 이것은 미세다공성 막의 고 비율의 개방 영역에 기인하는데, 이는 미세다공성 막의 구조 및 특히 ePTFE 막의 작은 피브릴(fibril)의 지름에 의해 가능하게 된다. 흐름에 대한 보다 낮은 저항은 필터를 통한 더 높은 잉크 유속을 제공하며, 통상의 잉크 필터에서 나타나는 것 보다 빠른 인쇄 속도를 가능하게 할 수 있다. 본 발명의 필터 디스크 또는 조립체는 필요한 유속을 여전히 제공하면서, 통상적으로 사용된 잉크 필터보다 크기에 있어 더 작아질 수 있다.
본 발명의 잉크 필터 라미네이트는 이 산업분야에서 통상 사용되는 유형의 잉크와 화학적으로 양립가능하다. 특히, 사용되어지는 잉크의 유형에 따라 미세다공성 막 및 임의의 배킹 재료를 화학적 양립성이 최적이 되도록 선택할 수 있다. 예를 들어, 폴리프로필렌과 스펀-결합된(spun-bonded) 부직 배킹과 결합된 팽창 PTFE는 예외적인 화학적 불활성을 가질 것이며, 팽창 PTFE 단독으로 최적의 화학적 불활성을 제공할 것이다.
본 발명의 잉크 필터는 통상적인 잉크 필터보다 사용에 있어 보다 경제적일 수 있다. 접착제, 열 결합, 초음파 용접을 사용하여, 스냅 핏 조립 등을 사용하여 이 필터를 잉크 프린터 카트리지에 쉽게 결합시키거나 부착시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 필터 라미네이트는 유출이 최소한이 되도록 만들어질 수 있으며, 이는 설치 및 작동에 있어서의 문제점을 제거할 수 있다. 본 발명의 미세다공성 막 및 선택적인 배킹 재료는 유출을 최소화하기 위해 선택될 수 있다. 예를 들어, 팽창 PTFE와 같은 미세다공성 막의 단독 사용 또는 열 플라스틱 네팅 (netting)에 적층된 팽창 PTFE의 사용은 성분의 유출을 최소화시킬 것이다.
본 발명은 잉크 프린터 카트리지 내의 잉크로부터 불순물 및/또는 응집물을 제거하기 위한 개선된 잉크 필터를 제공한다. 본 발명의 바람직한 구체예에서, 필터 재료는 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 소결 과립 PTFE, 폴리올레핀, 초고분자량 폴리에틸렌 등의 미세다공성 막을 포함한다. 또한, 본 발명의 또 다른 바람직한 구체예에서, 본 발명의 미세다공성 막을 다양한 배킹 재료에 적층시킬 수 있을 것이다.
본 발명의 필터 매체는 미세다공성 막 층을 단독으로 함유하거나 또는 다양한 가능한 기술을 사용하여 배킹 재료로 적층된 미세다공성 막 층을 함유한다. 2층 복합체 구조는 이하에서 "필터 라미네이트"로 부를 것이다. 이 필터는 임의의 목적 형태로 형성될 수 있으며 잉크 프린터 카트리지에 부착될 수 있다. 어떤 경우에는, 잉크 프린터 카트리지에 맞도록 압축시키거나 부착될 수 있는 조립체에 그 필터를 부착시키는 것이 바람직할 것이다.
도1에 나타난 것과 같이, 본 발명의 미세다공성 막 5, 및 배킹 재료 3을 포함하는 필터 요소 8은 상단의 여과되지 않은 부피의 잉크 6을 바닥의 여과된 부피의 잉크 4로부터 밀봉하는 것과 같은 방식으로 잉크 프린터 카트리지에 부착된다. 본 발명의 필터 요소의 위치화는 미세다공성 매체를 통과하는 잉크 유로를 제공한다. 잉크내의 큰 응집물 및 기타 불순물 10은 분사 포트에 도달하기에 앞서 필터 8을 통과할 때 여과되어 제거된다. 잉크는 나타난 것처럼 헤드 공간 9로부터의 압력에 의해, 중력에 의해 또는 기계적으로 필터 라미네이트를 통해 힘을 받을 수 있을 것이다. 어떤 경우, 잉크는 힘을 생성하기 위해 스프링 또는 다른 방법을 사용하여 물리적으로 압축될 수 있을 것이다.
도2에 나타난 바와 같이, 바람직한 구체예에서, 본 발명의 필터 요소는 노드 18 및 피브릴 16으로 구성되며 노드와 피브릴 구조 사이에서 공극 20을 갖는 팽창 PTFE 막을 포함한다. 노드와 피브릴은 불순물 및 응집물을 효과적으로 포획할 수 있는 네트워크를 생성한다. 본 발명의 팽창 PTFE의 피브릴은 지름이 극히 작아서, 통상 1미크론이하이다. 구조, 특히 피브릴의 길이는 예정된 입자 크기로 여과할 수 있도록 맞추기 위해 조절될 수 있다. 도3은 높은 종횡비(예를 들어, 25 대 1 이상)를 갖는 노드 42를 갖는 본 발명의 팽창 PTFE 미세다공성 막 40의 표면 SEM이다. 높은 종횡비를 갖는 노드를 함유하는 본 발명의 팽창 PTFE 미세다공성 막은 큰 공칭 공극 크기를 가질 수 있어 큰 불순물의 공칭 여과에 이상적이도록 한다.
도4에 나타난 바와 같이, 여과 요소는 PTFE 48의 과립 입자로 구성된 소결 PTFE 미세다공성 막 46을 포함할 수 있을 것이다. 입자 50 사이의 틈새는 잉크가 통과할 수 있는 유로를 형성한다. 소결 PTFE 미세다공성 막은 그 막의 공극의 크기 및 형태를 조절함으로서 특정 입자 크기 보다 큰 응집물/불순물을 여과하도록 맞춰질 수 있다. 또 다른 구체예에서, 막은 초고분자량 폴리에틸렌 또는 다른 적합한 조성물을 포함할 수 있을 것이다.
도5는 종래 기술의 인치 당 250X1400 와이어를 갖는 직물 스테인레스 강 스크린 52의 스캐닝 전자 현미경 사진이다. 와이어 54 사이의 틈새 56 또는 개방부는 잉크가 통과할 수 있는 유로를 형성한다. 와이어 54는 스크린에서 개방부의 크기에 대해 큰 지름을 갖는다는 것을 주목해야 한다. 또한, 개방 영역의 비율 또는 막힌 영역에 대한 틈새 영역의 비율 또는 개방부의 면적 비율은 극히 작다. 이러한 작은 비율의 개방 영역은 흐름에 대해 큰 저항을 형성시킨다. 더 나아가, 이 작은 비율의 개방 영역은 빨리 막힐 수 있다.
도6은 배킹 재료 62에 결합된 미세다공성 막 층 60을 포함하는 본 발명의 필터 라미네이트 58의 횡단면도를 나타낸다. 언급된 바와 같이, 필터 요소는 배킹 재료를 갖거나 또는 갖지 않는 미세다공성 막을 포함할 수 있을 것이다. 본 출원에 사용된 이 "미세다공성 막"이라는 용어는 적어도 50% 공극율(즉, 그것이 50% 이상의 공극 부피를 갖는다)을 가지며, 공극의 50% 이상이 약 30 미크론 이하의 공칭 지름을 갖는 재료의 연속된 시트를 나타내도록 의도된다.
배킹 재료가 미세다공성 막을 위한 지지체를 제공하는데 적합한 경우, 배킹 재료는 부직, 네팅, 스크린, 섬유 등 임의의 많은 재료를 포함할 수 있을 것이다. 본 발명의 배킹 재료는 특정 적용에 있어서 무엇이 필요한 가에 따라 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 나일론, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 퍼플루오로알콕시(PFA), 플루오르화된 에틸렌 프로필렌(FEP) 등 또는 그것들의 조합체를 포함할 수 있을 것이다. 섬유성 기재 물질은 스펀결합된, 멜트 블로운(melt blown)된 또는 펠트(felt)된 폴리에스테르, 나일론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 아라미드와 같은 부직 재료가 될 수 있으며, 또는 폴리에스테르, 나일론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 아라미드, PTFE, FEP, PFA 등의 직물 소재가 될 수 있다. 어떤 경우에는 직물성 스테인레스 강 스크린이 배킹 재료로 사용될 수 있을 것이다. 배킹 재료는 열적, 기계적, 유동적 및 화학적 양립성의 필요와 같은 시스템의 특성을 충족시키기 위해 선택된다. 많은 적용에 있어서 특히 바람직한 배킹 재료는 부직 열가소재며, 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르가 가장 바람직하다.
본 명세서에서 초기에 언급된 바와 같이, 본 발명 잉크 필터 요소의 미세다공성 막 성분은 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE), 소결 과립 PTFE, 다공성 폴리올레핀(예를 들어, 폴리프로필렌), 초고분자량 폴리에틸렌 등을 포함하는 몇몇 미세다공성 물질 중의 하나로부터 만들어질 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 미세다공성 막은 본 명세서에서 참고로 인용된 미국 특허 제3,953,566호, 제3,962,153호, 제4,096,227호, 및 제4,187,390호와 PCT 공고 WO 97/06206호에 따라 만들어진 중합체성 노드 및 피브릴의 팽창 네트워크를 함유하는 팽창 PTFE 막을 포함한다. 재료들은 미들랜드주 엘크톤(Elkton)의 W.L. 고어 앤드 어소시에이트, 인코포레이티드(W.L. Gore & Associates,Inc.,)로부터 GORE-TEX라는 상표하의 다양한 형태로 시판된다..
바람직하게는, 팽창 PTFE 막은 델러웨어주 윌밍톤의 E.I. 듀폰 데 네모로스 앤드 캄파니(E.I.du Pond de Nemours & Company)에서 시판되는 것과 같은 PTFE 미세 입자 분산제를 탄화수소 미네랄 스피리트와 혼합하여 만들 수 있다. 광택성 PTFE는 다이를 통해 압축되고 램 압출되어 테이프를 형성한다. 그리고 나서 테이프는 카렌더링(calendering) 롤러를 사용하여 목적하는 두께로 밀어서 펴고 이어서 가열된 건조 드럼에서 테이프를 통과시켜 건조시킨다. 그리고 나서 건조 테이프는 예를 들어, 초당 약 100 내지 10,000%의 높은 팽창율로 PTFE의 유리 전이 온도보다 높은 온도에서 종횡으로 팽창시킬 수 있다.
본 발명에 사용되는 적합한 팽창 PTFE 막은 하기 성질을 가져야 한다: 약 0.0002"(0.0050mm) 내지 0.125"(3.175mm)의 두께; 약 30 내지 98%의 공극율; 및 0.2 내지 60 psi의 포점(bubble point)(이소프로필 알콜과 함께). 바람직한 팽창 PTFE 막의 성질은 하기를 포함한다: 약 0.0126mm 내지 0.150mm의 두께; 약 70 내지 95%의 공극율; 및 0.5 내지 30 psi, 가장 바람직하게는 2.0 내지 20 psi의 포점.
팽창 PTFE 막은 도2 및 도3에 도식적으로 나타나있다. 이 팽창 PTFE 소재는 중합성 피브릴에 의해 교차결합된 중합성 노드를 함유한다. 여과된 잉크가 본 발명의 필터 요소를 통과하도록 하는 아주 작은 공극이 노드와 피브릴 사이에 존재한다. 어떤 경우에는, 만족할 만한 유속을 허용하기 위해서 상대적으로 큰 공극을 갖는 것이 중요하다. 이런 높은 유속의 적용에 있어서는 큰 공극을 갖는 팽창 PTFE 막이 이용될 수도 있다. 본 발명의 재료에 대한 바람직한 피브릴 길이는 5미크론 이상의 길이를 들 수 있다.
본 명세서에서 한 방향으로 팽창된 팽창 PTFE의 피브릴 길이는 팽창 방향에서 피브릴에 의해 연결된 노드 사이를 10회 측정한 평균값으로 정의한다. 이 10회 측정은 팽창 PTFE 샘플의 대표적인 현미경 사진 상에서 이루어진다. 현미경 사진의 확대는 현미경 사진의 길이내에서 적어도 5개의 연속적인 피브릴을 나타내기에 충분해야 한다. 2개의 평행선이 3개의 동일한 크기의 영역으로 영상을 분할할 수 있도록 현미경 사진의 길이를 교차하여 2개의 평행선을 그리는데, 이 선은 팽창 방향으로 그리고 피브릴의 배향 방향과 평행하게 그린다. 좌에서 우로 측정하는 피브릴 길이의 5회 측정은 현미경 사진의 좌측 가장자리 근처의 선을 교차하는 제1노드에서 시작하고 그 선을 교차하는 연속적인 노드에서 계속되면서 현미경 사진의 상층선을 따라 이루어진다. 그 다음 5회 측정은 현미경 사진의 우측에서 그 선을 교차하는 제1노드에서 시작하여 우에서 좌로 나머자 한 선을 따라 이루어진다. 이런 방법으로 얻어진 10회 측정치를 평균을 내어 재료의 평균 피브릴 길이를 얻는다.
한 바람직한 구체예에서, 높은 강도를 갖는 극히 큰 공극 크기의 막이 바람직하다. 이런 성능을 정량화하기 위한 한 방법은 프라지에르(Frazier) 값 수치와 볼 버스트(Ball Burst) 강도를 곱하는 것이다. 볼 버스트 대 프라지에르가 이처럼 높은 막은 통상 25 이상의 값을 나타내는 높은 종횡비를 갖는 막이다. 이 높은 종횡비 막은 Branca 등의 1997년 2월 20일에 공고된 PCT 출원 WO 97/06206호에 기재되어 있다. 이런 유형의 팽창 PTFE 막은 이하에서 "높은 노드 종횡비 막"으로 부를 것이다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 미세다공성 막은 많은 다른 방법을 사용하여 배킹 재료에 임의로 부착시킬 수 있을 것이다. 두층은 고온 롤 라미네이터 등을 사용하여 열적으로 융합시킬 수 있다. 또한, 접착제는 두층을 함께 결합시키기 위해 비연속적 패턴으로 사용될 수 있을 것이고, 또 다르게 두층은 초음속적으로 함께 부착시킬 수 있을 것이다. 어떤 경우에는 도8에 나타난 것처럼 잉크 프린터 카트리지 또는 필터 조립체에 미세다공성 막 72를 부착시키기 위해 접착 고리 70을 사용하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 접착 고리 70은 도9에 나타난 것처럼 미세다공성 막 72에 부착된 배킹 재료 74에 부착될 수 있을 것이다. 도10에 나타난 바와 같이 본 발명의 또 다른 구체예는 미세다공성 막 72와 배킹 재료 74 사이의 접착 고리 70으로 구성된다. 이 접착 고리 부착 방법은 필터 요소의 중심 비결합 부분을 통해 보다 높은 유속을 허용한다. 이 방법 및 이와 다른 유사한 방법을 배킹 재료에 미세다공성 막을 부착시키는데 사용할 수 있을 것이다.
배킹에 미세다공성 막을 결합시키는 바람직한 방법은 도12에 나타난 바와 같이 고온 롤 적층법이다. 이 방법에서, 미세다공성 막 86의 전달 롤 84는 도12에 나타난 바와 같이 배킹 재료 87의 전달 롤 85의 상부에, 그리고 고온 롤 88과 마주보게 위치한다. 이 두 재료는 두 압축 롤러, 즉 고온 롤러 89와 압력 롤러 90을 통해 공급된다. 고온 롤러 89는 통상 가열된 금속 롤러이고, 압력 롤러 90은 통상 가열되지 않으며 고온 롤러 89와 다소 일치하도록 하는 탄성제로 피복된다. 온도, 적층의 속도, 및 고온 롤과 압력 롤러 사이의 압력은 모두 그 층들을 함께 결합시키기에 충분한 수준으로 설정된다. 이 조건은 선택된 미세다공성 막과 배킹 재료의 유형에 적합하게 맞춰질 수 있을 것이다.
어떤 경우에는 본 발명의 미세다공성 막을 소수성으로 만들기 위해 처리하는 것이 필요하거나 바람직할 수 있을 것이다. 통상 잉크는 물-기재이며 종이에 빨리 흡수되도록 하기 위해 소량의 계면활성제 및/또는 용매를 함유한다. 계면활성제의 함량이 너무 낮으면, 잉크는 여과가 일어날 수 있을 만큼 미세다공성 막을 충분히 적시지 않을 것이다. 따라서 잉크가 통과하여 흐르도록 물질의 표면 에너지를 높이기 위해 막을 처리할 수 있다.
또한 본 발명 잉크 필터의 미세다공성 막의 친수성 성질을 증진시키기 위한 많은 방법이 있다. 예를 들어, 계면활성제 용액을 막에 적용한 다음 건조시킬 수 있을 것이다. 이것은 잘 알려진 방법이며, 임의의 수의 계면활성제가 이 처리에 적합할 수 있을 것이다. 통상 10% 이하의 농도로 계면활성제를 물에 첨가한다. 계면활성제가 미세다공성 막에 영구적으로 고정되지 않을 수도 있고, 잉크가 필터를 통과할 때 미세다공성 막으로부터 제거될 수도 있을 것이라는 점에서, 막의 계면활성제 처리는 다소 단점을 갖는다. 계면활성제가 표면에서 제거되면, 미세다공성 막은 더 이상 친수성이 아닐 것이다. 바람직한 구체예에서, 일본 Gore-Tex사, 후지모토 사카이(Fujimoto, Sakai)의 미국 특허 제5,130,024호에 기재된 바와 같이, 영구적인 처리가 바람직할 것이다. 이 방법은 친수성 플루오르를 함유하는 공중합체로 본 발명의 미세다공성 막을 처리하는 것과 관련이 있다. 이 처리가 통상의 계면활성제 처리 방법보다 내구성 있고, 따라서 보다 바람직하다. 하지만, 잉크 필터 요소의 표면을 적절히 변형시킨 임의의 친수성 처리가 본 발명에 사용될 수 있을 것이라는 것을 이해해야 한다.
본 발명의 필터 요소는 임의의 수의 통상적인 방법을 사용하여 잉크 프린터 카트리지에 쉽게 부착되거나 고착될 수 있다. 예를 들어, 필터 요소는 도11에 나타난 바와 같이 열 고정될 수 있을 것이다. 이 방법에서, 열 용접 헤드 92는 필터 라미네이트 93이 필터 운반체 94 또는 잉크 프린터 카트리지의 열가소성 재료와 결합을 충분히 일으킬 수 있는 온도로 가열된다. 기판 95는 필터 운반체를 고정하고 압력을 제공하는데 필요하다. 필터 라미네이트 93은 이 방법을 사용하여 필터 운반체 94 또는 잉크 프린터 카트리지에 영구적으로 완전히 밀봉될 수 있다. 필터 요소를 필터 운반체 또는 잉크 프린터 카트리지에 부착시키는 많은 다른 방법이 있다. 필터 요소는 카트리지 본체에 초음파적으로 결합될 수 있거나 또는 필터 요소는 접착 고리 또는 적합한 접착제로 부착될 수 있다. 더 나아가, 본 발명의 필터 요소는 가스켓(gasket) 또는 밀봉(seal)으로 제위치에 고정될 수 있다. 마지막으로, 소정의 경우에 필터 요소는 도7에 나타난 바와 같이 그 다음에 잉크 프린터 카트리지에 부착되거나 고착되는 조립체에 부착되거나 고착될 수 있을 것이다. 소정의 경우 도7의 필터 운반체 63은 스냅 조절 고리 64를 갖는데, 이에 따라 조립체는 쉽게 압축되어 프린터 카트리지 내로 맞춰질 수 있을 것이다.
본 발명의 잉크 필터는 통상의 잉크 필터에 비해 많은 이점을 제공한다. 중요한 이점의 하나는 본 발명의 미세다공성 막, 바람직하게는 팽창 PTFE 막이 잉크 유동에 대해 매우 낮은 저항으로 높은 여과 효율을 제공할 수 있다는 것이다. 이 특징은 도면의 관찰로부터 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 미세다공성 막이 잉크 유동을 위한 보다 많은 개방 영역을 허용하는 극히 작은 피브릴 요소로 구성된다는 점에 기인한다.
또한, 본 발명의 필터 요소의 재료는 잉크와의 접촉에 대해 만족할 만한 화학적 불활성을 제공하도록 선택될 수 있다. 본 발명의 바람직한 미세다공성 막은 팽창 PTFE이며, 이는 산, 염기 및 용매에 대해 화학적으로 매우 불활성이다.
또한, 본 발명의 잉크 필터 재료는 특정 적용을 위해 만족할 만한 온도 안정성을 제공하도록 선택될 수 있다. 소정의 적용에 있어서, 용융시켜 유동성이 있도록 잉크를 가열하는데 이는 종종 왁스 및 기타 상 변화 인쇄 기술의 경우이다. 이런 유형의 적용에서, 본 발명의 필터 요소는 150℃ 이상의 연속적인 작동 온도에서 견디는 것을 필요로 할 수도 있다. 또한, 팽창 PTFE 미세다공성 막은 250℃의 연속 작동 온도에 적합하다. 더 나아가, 이러한 고온 적용을 위해서, 나일론 및 소정의 경우 폴리에스테르와 같은 많은 적합한 배킹 재료를 사용할 수도 있다. 또한, 이 적용에 필요한 경우, 직물 PTFE 또는 스테인레스 강 배킹 재료를 사용할 수도 있다.
본 발명의 잉크 필터는 잉크 프린터 카트리지에 매우 쉽게 결합되고 밀봉된다. 효과적인 밀봉을 제공하는데 임의의 수의 표준 방법을 사용할 수 있다. 바람직한 방법은 가열 고정 또는 초음파적 용접이다. 본 발명의 팽창 PTFE 미세다공성 막은 매우 높은 온도에서 견딜 수 있으며, 이는 배킹 재료 및 카트리지 재료가 용융되어 서로 부착되게 한다. 이 밀봉 방법은 최근 통상의 강철 스크린 재료에 사용되는 것보다 더 용이하며, 전술된 바와 같이 직물 스크린 재료의 가장자리는 통상 다이 절단 후에 거칠고 고르지 않다.
더 나아가, 본 발명의 잉크 필터 요소는 통상 잉크 필터보다 유출에 덜 민감하다. 전술된 것처럼, 통상 사용되는 직물 스크린은 작동 동안 또는 밀봉 후에 와이어의 단편을 유출시킬 수 있으며, 이는 분사 포트를 막히게 하고 프린터의 적절한 작동을 방해할 수 있다. 유출 문제를 제거하기 위해 본 발명의 잉크 필터의 재료를 선택할 수 있다.
시험 절차:
포점(bubble point)
다공성 PTFE의 포점은 하기 변형을 갖는, 참고로 인용된, ASTM 표준 F316-86에서 설정된 것과 유사한 방법을 사용하여 측정했다: 변성 알콜 대신에 이소프로필 알콜을 사용했다; 시험된 면적은 약 10mm 지름(78.5mm2)이다. 포점은 PTFE 매체를 덮고 있는 이소프로필 층을 통한 상승에 의해 검출가능한 제1연속 기포를 부는데 필요한 기압이다.
파열 강도-볼 파열 시험
이 시험은 파열될 때 최대 로드를 결정함으로서 샘플 막의 상대적인 강도를 측정한다.
내부 지름 3인치의 고리에 고정되어 구속된 상태에서 막의 단일 층을 지름 1인치의 볼로 공격했다.
이 막을 고리에 팽팽하게 위치시키고 볼 파열 프로브의 강철 볼에 의해 막에 압력을 가했다. 최대 로드를 파운드 단위로 "볼 파열"로 기록했다.
프라지에르 수치 공기 투과성
지름 5.5 인치(23.76 제곱 인치 면적)인 원형 가스켓 플랜지된 고정구에 시험 샘플을 고정시켜 공기 투과성을 측정했다. 샘플 고정구의 상류 측을 건조한 압축 공기의 공급원과 일직선인 유량계와 연결시켰다. 샘플 고정구의 하류 측은 대기에 개방시켰다.
샘플의 상류 측에 0.5 인치의 수증기압을 적용시키고 정렬된 유량계(볼-플로트로우터미터)를 통과하는 공기의 유속을 기록하여 시험을 실시했다.
결과는 세제곱 피트/분/수압 0.5 인치에서의 샘플 제곱 피트 단위를 갖는 프라지에르 수치로 기록된다.
액체 여과 효율 시험(14.9㎛ 입자 이용):
캘리포니아주 팔로 알토의 듀크 사이언티픽 코오포레이션(Duke Scientific Corporation)에서 시판되는 14.9㎛ 또는 달리 특정되어 표시될 경우 다른 크기의 폴리스티렌 라텍스 스피어(sphere) 용액을 시험될 샘플의 전 표면상에 균일한 단일층을 형성하기 위해서 정확히 충분한 비드(bead)가 용액내에 존재하도록 제조했다. 균일한 용액 제조를 보장하기 위해 종종 큰 배치(batch)가 만들어진다. 이 용액은 챌린지(challenge) 용액으로 알려져 있다.
콜로라도주 러브랜드의 하크 캄파니(Hach Co.,)에서 시판되는 하크 2100 N 탁도계를 사용하여 NTU(구름계적 탁도 단위)(nephometric turbidity unit)로 이 챌린지 용액의 탁도를 측정했다. 코네티컷주 댄버리의 유니온 카바이드 코오포레이션 (Union Carbide Corporation)으로부터의 트리톤 X-100 2 부피%를 함유하는 계면활성제 용액을 제조했다. 매사추세츠주 베드포드의 밀리포어 코오포레이션 (Millipore Corp)에서 시판되는 YY3014236 142mm 스테인레스 강 홀더에 시험될 샘플을 위치시키고 시약급의 이소프로판올을 분사했다.
시험을 시작하기 위해서, 500ml의 정제수(18㏁)를 챔버에 첨가하여 샘플을 통해 세척했다. 그리고 나서 계면활성제 용액 500ml로 이것을 반복했다. 계면활성제 세척의 후반에 샘플(약 50ml)을 수집했고 이 샘플은 백그라운드 샘플로 알려졌다. 그 다음, 250ml의 챌린지 용액을 챔버에 첨가하고, 세척시켜 수집했다. 이것은 유출액 샘플이었다.
이 샘플의 효율은 상류 탁도와 하류 탁도를 비교하여 계산했다. 샘플의 효율은 E=[1-(유출액-백그라운드)/(챌린지-백그라운드)]★100%로서 정의하는데, 여기서 유출액, 백그라운드 및 챌린지는 각각 유출액 샘플, 백그라운드 샘플 및 챌린지 용액의 탁도(NTU 단위로)이다. 백그라운드 샘플의 탁도가 유출액 샘플보다 크면 효율은 100%로 나타낸다.
실시예 1
매릴랜드주 엘크톤의 W.L. 고어 앤드 어소시에이트, 인코오포레이티드로부터 하기 성질을 갖는 7개의 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 잉크 필터 막 샘플을 입수했다: 180 프라지에르(ft3air/ft2/min@ 0.5" H20 dP); 1.8 볼 파열; 3.7 g/m2; 평균 인장 강도, 세로측 7046 psi, 가로측 9295 psi; 코울터 포로미터를 사용하여 측정한 평균 유출 공극 크기 13.7 미크론. 이 미세다공성 막의 프라지에르 수치와 볼 버스트 수치의 곱은 324로 계산되었다. 도3에 나타난 것과 같이, 이 막은 25 대 1 이상의 높은 종횡비를 가졌다.
14.9㎛의 입자로 액체 여과 효율 시험법을 사용하여 이 재료를 시험했다. 또한, 하기의 종래 기술 재료를 비교용으로 시험했다:
1) 뉴욕주 브리아클리프 마노르의 테트코 인코오포레이티드의 정밀 직물 스테인레스 강 스크린 250x1400.
2) 뉴욕주 브리아클리프 마노르의 테트코 인코오포레이티드의 정밀 직물 스테인레스 강 스크린 200x1400.
결과:
팽창 PTFE 미세다공성 막
챌린지 용액 = 61.1 NTU
샘플 백그라운드(NTU) 유출액(NTU) 효율(%)
1 0.160 3.04 95.27
2 0.138 0.835 98.86
3 0.128 0.447 99.48
4 0.273 0.185 100
5 0.225 0.372 99.76
6 0.184 0.245 99.90
7 0.215 0.420 99.66
7개 샘플의 평균 = 98.99
테트코 스테인레스 강 스크린 250x1400
챌린지 용액 = 55.1 NTU
샘플 백그라운드(NTU) 유출액(NTU) 효율(%)
1 0.214 1.15 98.3
테트코 스테인레스 강 스크린 200x1400
챌린지 용액 = 55.1 NTU
샘플 백그라운드(NTU) 유출액(NTU) 효율(%)
1 0.474 2.02 97.2
2 0.463 1.78 97.6
2개 샘플의 평균 = 97.4
실시예 2
실시예 1에서 사용한 것과 동일한 팽창 PTFE 막상에서 실시예 1의 방법의 시험을 반복했다. 22.1㎛ 라텍스 입자를 사용하여 액체 여과 효율 시험을 실시했고, 단 4개의 샘플만을 시험했다.
결과:
ePTFE 미세다공성 막
챌린지 용액 = 44.4 NTU
샘플 백그라운드(NTU) 유출액(NTU) 효율(%)
1 0.126 0.076 100
2 0.096 0.073 100
3 0.092 0.060 100
4 0.084 0.102 99.96
4개 샘플의 평균 = 99.99
실시예 3
ePTFE 미세다공성 막 대 스테인레스 강 스크린(Tetko, Inc.)의 유속을 시험했다.
시험된 재료: 실시예 1에 기재된 ePTFE 막.
실시예 1에 기재된 ePTFE 막 및 스펀결합된 폴리프로필렌 부직 배킹을 포함하는 필터 라미네이트 0.65 oz/yd2를 테네시주 올드 힉코리의 리메이 인코오포레이티드(Reemay Inc.,)에서 입수했다. 고온 롤 적층기를 사용하여 이 필터 라미네이트를 함께 융합시켰다. 고온 롤 적층기는 실리콘 피복된 압력 롤러에 압착되는 가열된 상부 금속 롤러로 구성된다. 두 롤의 지름은 약 8"(20cm)였다. 적층을 위한 조건은 약 180℃의 온도, 약 30 psi의 압력, 및 분당 약 35 피트(feet per minute) (fpm)의 속도였다.
비교를 위해 실시예 1에 기재된 것과 동일한 250x1400 스테인레스 강 스크린을 시험했다.
친수성 제조: 시험 직전에 ePTFE 막에 시약급 이소프로판올을 분사했다. 시험전에 ePTFE 막, 폴리프로필렌 부직 필터 라미네이트에 계면활성제 용액을 분사시키고 건조시켰다. 시판되는 친수성 스테인레스 강은 이용하지 않는다. 시험에 앞서 한 스크린에 이소프로필 알콜을 분사했다.
시험 방법: A 2.25 인치(6cm) 지름의 시험될 재료 샘플을 절단하고 지지 홀더에 위치시킨 다음 진공 라인에 부착시켰다. 진공 라인은 25ml씩 점차 증가되는 아크릴성 칼럼에 부착시켰다. 칼럼과 하우스 진공 밸브 사이에 압력/진공 조절기 및 마노미터(manometer)가 있어서 진공 양의 우수한 조절 및 계측(수은 +/-0.1 인치)이 이루어졌다.
진공은 2" 수은으로 설정했다. 샘플을 통해 탈이온화된(DI) H20 1 리터를 끌어내는 시간을 측정하고 유속을 계산했다. 결과는
ePTFE 막: 23.2 갤런/ft2/분
(GSFM)
필터 라미네이트 20.9 GSFM
스테인레스 강 스크린 250x1400 2.5 GSFM
IPA로 분사된 스테인레스 강 스크린: 14.3 GSFM
ePTFE, 필터 라미네이트 및 이소프로필 알콜(IPA)로 분사된 스테인레스 강 스크린 샘플을 3번씩 시험했다; 상기 결과는 3 샘플의 평균이다. 변형되지 않은 스테인레스 강 스크린은 한번 측정했다.
실시예 4
PCT 공고 WO 97/06206호의 기재에 따라 만들어진 하기 표상의 A-L로 표지된 12개의 팽창 PTFE 막 샘플, DTW-6 및 DTW-12로 표지된 두 직물 스크린 샘플, 및 1-5로 표지된 5개의 필터 라미네이트 재료 샘플을 프라지에르 및 효율에 대해 시험했다. 모든 막 샘플은 높은 종횡비 막이었으며, 프라지에르와 볼 파열의 곱이 60 이상이었다.
두 스크린 샘플은
DTW-6: 독일의 하버 & 보에케르 드라트베베레 U 마쉬넨파브릭으로부터의 정밀 직물 스테인레스 강 스크린, 2중 네델란드산 능직 - 375x2300.
DTW-12: 독일의 하버 & 보에케르 드라트베베레 U 마쉬넨파브릭으로부터의 정밀 직물 스테인레스 강 스크린, 2중 네델란드산 능직 - 200x1400.
필터 라미네이트 1-4는 콘웨드 인코포레이티드(Conwed Inc.,)에서 만들어진 부품 제6065호로 알려지고 인터넷 인코포레이티드(미네소타주 미니아폴리스)에서 시판되는 폴리프로필렌 네팅 배킹 재료과 결합된 높은 노드 종횡비의 팽창 PTFE 막의 라미네이트를 포함했고, 약 255-265℃, 30-40 psi 압력, 및 분당 85-95 피트(fpm)의 속도로 고온 롤 적층기로 적층되었다. 프라지에르 수치 25 및 스노우 필터레이션(West Chester, OH)로부터 시판되는 티파르 8051T 폴리프로필렌 부직 배킹 재료로 적층된 효율 67%를 갖는 팽창 PTFE 막으로부터 필터 라미네이트 5를 형성했다. 온도 약 262℃에서, 압력 35psi 및 속도 47 fpm로 고온 롤 적층기상에서 층을 적층시켰다.
4.5㎛ 라텍스 입자를 사용하여 액체 여과 효율 시험법을 사용하여 모든 샘플을 시험했다. 표는 수행 결과를 나타낸다.
| 샘 플막 # | 프라지에르 | 효율(4.5에서) | 두께(mils) |
| A | 70 | 72.1 | 2.5-3.2 |
| B | 81 | 70.2 | 1.7-2.4 |
| C | 98 | 57.2 | 1.3-1.7 |
| D | 26 | 99.17 | 1-2 |
| E | 120 | 73.6 | 0.5-1.0 |
| F | 100 | 85.98 | 0.5-1.0 |
| G | 11.22 | 99.95 | 2.5 |
| H | 22 | 87.04 | 2.9 |
| I | 39 | 50.8 | 6.4 |
| J | 12.97 | 100 | 4.2 |
| K | 10.83 | 99.64 | 5.5 |
| L | 42 | 51.79 | 6.9 |
| 스 크 린 | |||
| DTW-6 | 12 | 96.2 | 35-40 |
| DTW-12 | 25 | 20.2 | 60-65 |
| 필터 라미네이트 | |||
| 1 | 18.5 | 99.49 | 13.5-15.0 |
| 2 | 80 | 63.3 | 13.5-15.0 |
| 3 | 55 | 80.2 | 13.5-15.0 |
| 4 | 37.5 | 90.4 | 13.5-15.0 |
| 5 | 17 | 57 | 17-19 |
시험된 높은 노드 종횡비 ePTFE 막 샘플 및 필터 라미네이트는 스테인레스 강 스크린 보다 더 높은 효율 및 프라지에르 값을 가졌다. 도13은 표에 나열된 샘플의 성능을 나타내는 프라지에르 값 대 효율의 그래프이다. 그래프 상에 그려진 선은 프라지에르 값과 효율에 의해 결정된 것과 같은 높은 수준의 성능을 나타냈다. 이 선에 대한 방정식은 0.65y+x=80이며, 상기에서 y>50 이고 x>15이다. 이 선보다 높은 성능을 가진 ePTFE 막 및 라미네이트는 종래 기술에 기초해서는 성취할 수 없었던 재료로 인정된다.
본 발명의 범위를 제한하려는 의도 없이, 실시예는 본 발명의 수행 성질을 나타낸다.
Claims (18)
- 미세다공성 막을 포함하는 잉크 필터로서, 4.5 미크론의 입자 크기에서 15 프라지에르 이상의 투과성 및 50% 이상의 효율을 갖는 필터.
- 제1항에 있어서, 상기 막의 적어도 일부에 적층된 배킹 재료를 추가로 포함하는 잉크 필터.
- 제1항에 있어서, 상기 미세다공성 막이 팽창 PTFE를 포함하는 잉크 필터.
- 제3항에 있어서, 상기 미세다공성 막이 높은 노드 종횡비의 팽창 PTFE를 포함하는 잉크 필터.
- 제1항에 있어서, 상기 미세다공성 막이 소결 과립 PTFE 입자를 포함하는 잉크 필터.
- 제1항에 있어서, 상기 미세다공성 막이 친수성이 되도록 처리된 잉크 필터.
- 제1항에 있어서, 상기 잉크 필터가 잉크 카트리지 조립체에 부착되는 잉크 필터.
- 제2항에 있어서, 배킹 재료가 부직 열가소재를 포함하는 잉크 필터.
- 제2항에 있어서, 상기 미세다공성 막이 접착 고리로 배킹에 부착되는 잉크 필터.
- 제7항에 있어서, 상기 잉크 필터가 접착 고리에 의해 잉크 카트리지 조립체에 부착되는 잉크 필터.
- 제1항에 있어서, 상기 미세다공성 막의 피브릴들 사이의 평균 거리가 0.5 미크론 이상인 잉크 필터.
- 제4항에 있어서, 상기 막의 볼 파열 ×프라지에르 값이 60 이상인 잉크 필터.
- 미세다공성 막을 포함하는 잉크 필터로서, 상기 필터가 투과성(x, 프라지에르) 대 효율(y, 퍼센트)의 그래프 상에서, 방정식 0.65y + x ≥ 80에 의해 형성된 선 보다 큰 성능 값을 갖는 필터(4.5 미크론에서 상기 x는 15 프라지에르 이상이고 y는 50% 이상의 효율임).
- 하우징;상기 하우징 내의 잉크 저장 부분;잉크 저장소; 및미세다공성 막을 포함하는 잉크 필터를 포함하는 잉크 프린터 카트리지로서, 상기 잉크가 카트리지를 통과할 때 잉크를 여과하기 위해 상기 필터가 상기 하우징내에 위치된 잉크 프린터 카트리지.
- 제14항에 있어서, 상기 미세다공성 막이 팽창 PTFE 막을 포함하는 잉크 프린터 카트리지.
- 제14항에 있어서, 상기 막의 적어도 일부에 적층된 배킹 재료를 추가로 포함하는 잉크 프린터 카트리지.
- 제14항에 있어서, 작동동안 충분한 압력이 잉크 저장소에 가해져 여과되지 않은 잉크가 필터를 통과함으로써 잉크가 여과되는 잉크 프린터 카트리지.
- 팽창 PTFE 막을 포함하는 잉크 필터를 여과되지 않은 잉크의 저장소에 인접하도록 잉크 필터 카트리지내에서 위치시키는 단계;여과되지 않은 잉크가 잉크 필터를 통과하도록 유도하여, 상기 필터를 통과하는 상기 잉크의 함유물을 여과하는 단계를 포함하는, 잉크 필터 카트리지내에서 잉크 필터를 사용하는 방법.
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