KR20150027156A - 물질 농축 방법 및 장치 - Google Patents

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휴렛-팩커드 인디고 비.브이.
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Abstract

본 발명은 정전 인쇄 잉크일 수 있는 물질을 농축하기 위한 방법에 관한 것이다. 물질을 농축하기 위한 장치도 개시된다.

Description

물질 농축 방법 및 장치{CONCENTRATING SUBSTANCES}
본 발명은 물질 농축 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 정전 인쇄 공정은 광도전면 상에 이미지를 생성하는 단계, 하전 입자를 갖는 잉크를 광도전면에 도포하여 이미지에 선택적으로 결합시키는 단계, 및 이후 하전 입자를 이미지 형태로 인쇄 기판에 전사하는 단계를 포함한다.
광도전면은 통상적으로 원통 상에 존재하며, 때로는 광촬상판(photo imaging plate: PIP)으로 지칭된다. 광도전면은 상이한 전위를 갖는 이미지 영역 및 배경 영역을 갖는 정전 잠상으로 선택적으로 대전된다. 예를 들어, 액체 캐리어 내에 하전 토너 입자를 포함하는 정전 잉크 조성물은 선택적으로 대전된 광도전면과 접촉될 수 있다. 하전 토너 입자는 잠상의 이미지 영역에 접착되고 배경 영역은 깨끗하게 남아있다. 이미지는 이후 인쇄 기판(예를 들어, 종이)에 직접 전사되거나, 보다 일반적으로는, 먼저 연성 팽창 블랭킷(swelling blanket)일 수 있는 중간 전사 부재에 전사되고 이후 인쇄 기판에 전사됨으로써 인쇄 기판에 전사된다. 이 방법의 변형예는 광수용체 또는 유전체 상에 정전 잠상을 형성하기 위한 다양한 방식을 활용한다.
제 1 양태에서는, 물질을 농축하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은,
(a) 대전 가능한 입자를 포함하는 물질을 액체 캐리어 내에 제공하는 단계;
(b) 상기 물질을 컨베이어와 제 1 전극 사이에서 통과시키는 단계로서, 상기 물질이 컨베이어에 접착되도록 컨베이어와 제 1 전극 사이에 전위가 인가되고, 컨베이어 상의 물질로부터 일부 액체 캐리어가 제거될 수 있는 단계;
(c) 컨베이어 상의 물질을 이동 표면을 지나서 이동시키는 단계로서, 상기 물질은 이동 표면과 접촉하고 컨베이어와 이동 표면 사이에 전위가 인가되며, 따라서 대전 가능한 입자는 컨베이어를 향해서 이동하도록 배치되고, 액체 캐리어의 일부는 컨베이어 상의 액체 캐리어 내의 대전 가능한 입자의 농도를 증가시켜 컨베이어 상에 농축된 물질을 형성하기 위해 제거되며, 컨베이어와 이동 표면은 이후 서로로부터 발산되는 단계;
(d) 컨베이어로부터 농축 물질의 적어도 일부를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 상기 방법은,
(e) 단계 (b) 또는 단계 (c)에서 컨베이어로부터 제거되는 액체 캐리어의 적어도 일부가 제 2 전극과 컨베이어 사이를 통과하고, 대전 가능한 입자가 컨베이어를 향해서 이동하기 위해 배치되도록 컨베이어와 제 2 전극 사이에 전위가 인가되며, 일부 액체 캐리어는 제거되는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
제 2 양태에서는, 물질을 농축하기 위한 장치가 제공된다. 이 장치는 본 명세서에 개시되는 방법을 실시하기에 적합하거나 및/또는 실시하도록 구성될 수 있다. 이 장치는 컨베이어, 제 1 전극, 이동 표면, 농축 물질 제거 수단을 포함할 수 있고, 일부 예에서는 제 2 전극을 포함할 수 있다. 이 장치는 이하의 단계들을 포함하는 방법을 실시하도록 구성될 수 있다:
(a) 물질을 컨베이어와 제 1 전극 사이에서 통과시키는 단계로서, 상기 물질은 액체 캐리어 내에 대전 가능한 입자를 포함하며, 상기 물질이 컨베이어에 접착되도록 컨베이어와 제 1 전극 사이에 전위가 인가되고, 컨베이어 상의 물질로부터 일부 액체 캐리어가 제거될 수 있는 단계;
(b) 컨베이어 상의 물질을 이동 표면을 지나서 이동시키는 단계로서, 상기 물질은 이동 표면과 접촉하고 컨베이어와 이동 표면 사이에 전위가 인가되며, 따라서 대전 가능한 입자는 컨베이어를 향해서 이동하도록 배치되고, 컨베이어 상의 액체 캐리어 내의 대전 가능한 입자의 농도를 증가시켜 컨베이어 상에 농축 물질을 형성하기 위해 액체 캐리어의 일부가 제거되며, 컨베이어와 이동 표면은 이후 서로로부터 발산되고, 따라서 농축 물질의 적어도 일부는 컨베이어 상에 남아있는 단계;
(c) 농축 물질 제거 수단에 의해 컨베이어로부터 농축 물질의 적어도 일부를 제거하는 단계. 일부 예에서 상기 방법은 단계 (d)를 추가로 포함할 수 있다:
(d) 단계 (a) 또는 단계 (b)에서 컨베이어로부터 제거되는 액체 캐리어의 적어도 일부가 제 2 전극과 컨베이어 사이를 통과하고, 대전 가능한 입자가 컨베이어를 향해서 이동하기 위해 배치되도록 컨베이어와 제 2 전극 사이에 전위가 인가되며, 일부 액체 캐리어는 제거되는 단계.
일부 예에서, 제 2 전극은 컨베이어에 대해 고정적이고, 단계 (e)에서 액체 캐리어가 통과하는 갭에 의해 분리되며, 상기 갭의 구역의 적어도 일부에서는 컨베이어의 최근접 표면의 형상에 대응하는 형상을 갖는다.
일부 예에서, 제 2 전극과 컨베이어 사이에 갭이 제공되며, 제 1 양태의 단계 (e) 또는 제 2 양태의 단계 (d)에서의 액체 캐리어는 컨베이어의 이동 방향에 실질적으로 반대되는 방향으로 제 2 전극을 지나서 갭 내에 공급된다.
일부 예에서, 액체 캐리어는 컨베이어의 이동 방향에 반대되는 방향으로 제 2 전극을 지나서 전극의 길이를 이동한 후에 수집된다.
일부 예에서, 컨베이어와 제 2 전극 사이에 인가되는 전위차는 500 V 내지 6000 V이다.
일부 예에서, 제 2 전극과 컨베이어 사이의 최단 거리는 0.5 내지 2 ㎜이다.
일부 예에서, 상기 물질은 액체 캐리어 내에 대전 가능한 입자를 포함하는 정전 잉크 조성물이다.
일부 예에서, 제 1 양태의 방법에서의 단계 (b) 또는 단계 (c)[또는 제 2 양태에서의 단계 (a) 및 (b)]에서 컨베이어로부터 제거된 액체 캐리어는 고체 함량이 임계치 또는 그 이하인 경우에 제 2 전극과 컨베이어 사이를 통과한다.
일부 예에서, 컨베이어의 외표면 또는 그 근처에는 다수의 이동 표면이 연속하여 제공되며, 각각의 이동 표면은 회전 가능한 드럼 형태의 이동체의 부분을 형성하고, 제 1 전극에 가장 가까운 드럼에서 제거된 액체 캐리어는 제 1 전극으로 재순환되며, 다른 드럼 또는 드럼들에서 제거된 액체 캐리어의 적어도 일부는 단계 (e)에서 제 2 전극과 컨베이어 사이를 통과한다. 일부 예에서, 다수의 드럼의 각각은 탄성중합 재료를 포함하는 외표면 층을 갖는 금속 코어를 갖는다.
일부 예에서, 컨베이어는 원통 형태의 회전 가능한 드럼이거나 이를 포함한다. 일부 예에서, 드럼은 비금속, 탄성중합 또는 비탄성중합 재료의 표면 피막을 갖는 금속 코어를 포함한다. 일부 예에서, 드럼은 타입 Ⅲ 양극산화 표면 피막을 갖는 알루미늄 코어를 포함한다.
일부 예에서, 대전 가능한 입자는 아크릴산 또는 메타크릴산의 에틸렌계 불포화산과 에틸렌 또는 프로필렌의 공중합체인 폴리머를 포함하는 수지를 포함한다.
도 1은 예를 들어 정전 잉크 조성물과 같은 물질을 농축하고 본 명세서에 기재되는 예를 실시하기 위한 장치의 예를 도시한다.
본 발명의 예를 설명하기 전에, 본 발명은 명세서에 개시되는 특정한 공정 단계 및 재료에 한정되지 않는다는 것을 알아야 하는데, 그 이유는 이러한 공정 단계 및 재료가 어느 정도 변경될 수도 있기 때문이다. 또한, 본 명세서에 사용되는 용어는 특정 예를 설명하기 위해 사용되는 것에 불과하다는 것을 알아야 한다. 이들 용어는 제한적이도록 의도되지 않는 바, 그 이유는 본 발명의 범위가 청구범위 및 그 등가물에 의해 제한되도록 의도되기 때문이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용되는 단수 형태의 관사 및 정관사는 달리 명시하지 않는 한 복수의 대상을 포함하는 것을 알아야 한다.
본 명세서에 사용되는 "액체 캐리어", "캐리어 액체", "캐리어" 또는 "캐리어 매개체"는 액체 정전 잉크 또는 전자사진 잉크를 형성하기 위해 폴리머, 입자, 착색제, 전하 디렉터(director) 및 기타 첨가물이 그 안에 분산될 수 있는 유체를 지칭한다. 통상적인 캐리어 액체는 계면활성제, 공용매(co-solvent), 점성 조절제, 및/또는 기타 있음직한 성분과 같은 각종 상이한 작용제의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용되는 "정전 잉크 조성물"은 일반적으로, 때로는 전자사진 인쇄 공정으로 지칭되는 정전 인쇄 공정에 사용하기에 통상 적합한, 액체 형태일 수 있는, 잉크 조성물을 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 "안료"는 일반적으로 안료 착색제, 자기 입자, 알루미나, 실리카 및/또는 기타 세라믹 또는 유기-금속을 이러한 미립자가 색상을 부여하는지 여부에 관계없이 구비한다. 따라서, 본 명세서는 안료 착색제의 사용을 예시하고 있지만, 용어 "안료"는 보다 일반적으로 안료 착색제 뿐만 아니라 유기금속, 페라이트, 세라믹 등과 같은 기타 안료를 설명하기 위해 사용될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 "공중합체"는 적어도 두 개의 모노머로부터 중합되는 폴리머를 지칭한다.
특정 모노머는 본 명세서에서 폴리머의 특정 중량 퍼센트를 구성하는 것으로 기술될 수 있다. 이는 폴리머 내의 상기 모노머로 형성되는 반복 유닛이 폴리머의 상기 중량 퍼센트를 구성함을 나타낸다.
본 명세서에서 표준 테스트가 언급될 경우에, 달리 언급되지 않는 한, 참조될 테스트의 버전은 본 특허 출원의 출원시에 가장 최근의 것이다.
본 명세서에 사용되는 "정전 인쇄" 또는 "전자사진 인쇄"는 일반적으로, 광 촬상 기판으로부터 직접적으로 또는 중간 전사 부재를 거쳐서 간접적으로 인쇄 기판에 전사되는 이미지를 제공하는 방법을 지칭한다. 따라서, 이미지는 그것이 도포되는 광촬상 기판 내에 실질적으로 흡수되지 않는다. 또한, "전자사진 프린터" 또는 "정전 프린터"는 일반적으로 전술한 전자사진 인쇄 또는 정전 인쇄를 수행할 수 있는 프린터를 지칭한다. "액체 전자사진 인쇄"는, 전자사진 방법에 있어서 분말 토너 대신에 액체 잉크가 채용되는 전자사진 인쇄의 특정 형태이다. 정전 인쇄 공정은 정전 잉크 조성물을 예를 들어 1000 V/㎝ 이상의 필드 구배를 갖는 전기장, 예를 들어 1500 V/㎝ 이상의 필드 구배를 갖는 전기장과 같은 전기장에 노출시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서에 기재되는 물질(예를 들어, 정전 잉크 조성물)의 "농축"이란 물질(예를 들어, 정전 잉크 조성물)의 예를 들어 고체 함량 wt%를 증가시키는 것을 나타낼 수 있다. 이것은 물질(예를 들어, 정전 잉크 조성물) 내의 고체 농도를 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용되는 용어 "약"은 주어진 값이 종점의 "약간 위" 또는 "약간 아래"일 수 있음을 제공함으로써 수치 범위 종점에 융통성을 제공하기 위해 사용된다. 이 용어의 융통성 정도는 특정 변수에 의해 결정될 수 있으며, 경험 및 본 명세서의 관련 설명에 기초하여 결정하기 위한 당업자의 지식 내에 있을 것이다.
본 명세서에 사용될 때, 다수의 항목, 구성 요소, 조성 요소, 및/또는 재료는 편의상 공통 리스트로 제시될 수 있다. 그러나, 이들 리스트는 그 각각의 부재가 개별적으로 별개의 고유한 부재로서 식별되는 것처럼 해석되어야 한다. 따라서, 이러한 리스트의 어떤 개별 부재도 달리 언급되지 않는 한 단지 공통 그룹 내의 그 제시에 기초하여 동일 리스트의 임의의 다른 부재의 사실상의 등가물로서 해석되어서는 안된다.
농도, 양 및 기타 수치 데이터는 여기에서 범위 형태로 표시되거나 제시될 수 있다. 이러한 범위 형태는 단지 간편함을 위해서 사용되는 것이며 따라서 범위의 한계로 명시되는 수치를 포함할 뿐 아니라 그 범위 내에 포함되는 개별 수치 또는 소범위(subrange) 전부를 각각의 수치 및 소범위가 명시되는 것처럼 포함하도록 유연하게 해석되어야 함을 알아야 한다. 예시적으로, "약 1 wt% 내지 약 5 wt%"의 수치 범위는 약 1 wt% 내지 약 5 wt%의 명시된 수치를 포함할 뿐 아니라 표시된 범위 내의 개별 수치 및 소범위도 포함하도록 해석되어야 한다. 따라서, 이 수치 범위에 포함되는 것은 2, 3.5, 4와 같은 개별 수치 및 1 내지 3, 2 내지 4, 3 내지 5 등과 같은 소범위이다. 이 동일한 원리는 단 하나의 수치를 거론하는 범위에도 적용된다. 또한, 이러한 해석은 기술되는 범위 또는 특징의 넓이에 관계없이 적용되어야 한다.
달리 언급되지 않는 한, 본 명세서에 기재되는 임의의 특징은 본 명세서에 기재되는 임의의 양태 또는 임의의 다른 특징과 조합될 수 있다.
일부 예에서, 물질(예를 들어, 정전 잉크 조성물)이 제조된 후 예를 들어 인쇄에 사용되기 전에, 이는 농축된 후 포장될 수 있다. 이것은 이후 제조 장소로부터 사용 장소로 운송될 수 있는 바, 예를 들어 정전 잉크 조성물인 경우에는 인쇄에 사용될 수 있는 곳으로 운송될 수 있다.
농축될 물질
물질은 액체 캐리어 내에 대전 가능한 입자를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 상기 물질은 정전 잉크 조성물이다. 대전 가능한 입자는 수지를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 물질, 예를 들어 정전 잉크 조성물은 액체 캐리어 및 수지와 착색제를 포함하는 입자를 포함한다. 대전 가능한 입자는 액체 캐리어 내에 현탁될 수 있다.
대전 가능한 입자는 정전 인쇄 공정에 사용하기에 적절한 토너 입자일 수 있다. 대전 가능한 입자는 전기장 내에서 전기영동을 겪을 수 있다. 대전 가능한 입자는 예를 들어 음극성 또는 양극성의 전하를 가질 수 있거나, 또는 전기장 구배에 놓였을 때 전하를 개발할 수 있다. 예를 들어 수지가 산성 측기(side group)를 가지면 대전 가능한 입자는 수지의 속성으로부터 전하를 개발할 수 있다. 일부 예에서, 물질(예를 들어, 정전 잉크 조성물)은 전하 디렉터를 포함할 수 있다.
수지는 열가소성 폴리머를 포함할 수 있다. 특히, 수지의 폴리머는 에틸렌 아크릴산 공중합체; 에틸렌 메타크릴산 공중합체; 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체; 에틸렌(예를 들어 80 wt% 내지 99.9 wt%)과 메타크릴산 또는 아크릴산(예를 들어, 0.1 wt% 내지 20 wt%)의 알킬(예를 들어 C1 내지 C5) 에스테르의 공중합체; 에틸렌(예를 들어 80 wt% 내지 99.9 wt%), 아크릴산 또는 메타크릴산(예를 들어, 0.1 wt% 내지 20.0 wt%), 및 메타크릴산 또는 아크릴산(예를 들어, 0.1 wt% 내지 20 wt%)의 알킬(예를 들어 C1 내지 C5) 에스테르의 공중합체; 폴리에틸렌; 폴리스티렌; 이소택틱 폴리프로필렌 (결정성); 에틸렌 에틸 아크릴레이트; 폴리에스테르; 폴리비닐 톨루엔; 폴리아미드; 스티렌/부타디엔 공중합체; 에폭시 수지; 아크릴 수지[예를 들어, 메틸 메타크릴레이트(예를 들어 50 wt% 내지 90 wt%)/메타크릴산(예를 들어 0 wt% 내지 20 wt%)/에틸헥실아크릴레이트(예를 들어 10 wt% 내지 50 wt%)와 같은, 아크릴산 또는 메타크릴산과 아크릴산 또는 메타크릴산의 적어도 하나의 알킬 에스테르의 공중합체, 여기에서 알킬은 1 내지 약 20개의 탄소 원자일 수 있음]; 에틸렌-아크릴레이트 삼원공중합체(terpolymer); 에틸렌-아크릴 에스테르-무수 말레인산(MAH) 또는 글리시딜 메타크릴레이트(GMA) 삼원공중합체; 에틸렌-아크릴산 이오노머 및 그 조합 중에서 선택될 수 있다.
일부 예에서, 수지는 에틸렌 또는 프로필렌(예를 들어 80 wt% 내지 99.9 wt%) 및 메타크릴산 또는 아크릴산(예를 들어 0.1 wt% 내지 20 wt%)의 공중합체를 포함한다. 일부 예에서, 수지는 에틸렌 또는 프로필렌 및 아크릴산과 메타크릴산의 에틸렌계 불포화산의 공중합체인 제 1 폴리머를 포함한다. 일부 예에서, 제 1 폴리머는 에스테르기가 없으며, 일부 예에서 수지는 에스테르 측기를 갖는 제 2 폴리머를 추가로 포함한다. 에스테르 측기를 갖는 제 2 폴리머는 (i) 에스테르화 아크릴산 또는 에스테르화 메타크릴산 중에서 선택되는 에스테르 측기를 갖는 제 1 모노머, (ⅱ) 아크릴산 또는 메타크릴산 중에서 선택되는 산성 측기를 갖는 제 2 모노머 및 (ⅲ) 에틸렌과 프로필렌 중에서 선택되는 제 3 모노머의 공중합체일 수 있다.
제 1 또는 제 2 양태의 단계 (a)에서, 수지는 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물) 중 고체의 5 wt% 내지 99 wt%를 구성할 수 있고, 일부 예에서는 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)의 고체의 50 wt% 내지 90 wt%를 구성할 수 있으며, 일부 예에서는 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)의 고체의 70 wt% 내지 90 wt%를 구성할 수 있다. 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물) 중 고체의 나머지 wt%는 착색제일 수 있으며, 일부 예에서는 임의의 기타 첨가물이 존재할 수 있다.
일반적으로, 액체 캐리어는 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물) 중 기타 성분을 위한 분산 매질로서 작용한다. 일부 예에서, 액체 캐리어는 탄화수소, 실리콘 오일, 식물성 기름 등이거나 이것을 포함할 수 있다. 액체 캐리어는 토너 입자용 매체로서 사용될 수 있는 절연성, 무극성, 비수성 액체를 포함할 수 있지만 이것에 한정되지 않는다. 액체 캐리어는 약 109 ohm-㎝를 초과하는 저항을 갖는 화합물을 구비할 수 있다. 액체 캐리어는 약 5 미만, 일부 예에서 약 3 미만의 유전율을 가질 수 있다. 액체 캐리어는 탄화수소를 포함할 수 있지만 이것에 한정되지 않는다. 탄화수소는 지방족 탄화수소, 이성화 지방족 탄화수소, 측쇄(branched chain) 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, 및 그 조합을 포함할 수 있지만 이것에 한정되지 않는다. 액체 캐리어의 예는 지방족 탄화수소, 이소파라핀계 화합물, 파라핀계 화합물, 탈방향족화 탄화수소 화합물 등을 포함하지만 이것에 한정되지 않는다. 특히, 액체 캐리어는 Isopar-G™, Isopar-H™, Isopar-L™, Isopar-M™, Isopar-K™, Isopar-V™, Norpar 12™, Norpar 13™, Norpar 15™, Exxol D40™, Exxol D80™, Exxol D100™, Exxol D130™, Exxol D140™(각각 EXXON CORPORATION에 의해 판매); Teclen N-16™, Teclen N-20™, Teclen N-22™, Nisseki Naphthesol L™, Nisseki Naphthesol M™, Nisseki Naphthesol H™, #0 Solvent L™, #0 Solvent M™, #0 Solvent H™, Nisseki Isosol 300™, Nisseki Isosol 400™, AF-4™, AF-5™, AF-6™, AF-7™(각각 NIPPON OIL CORPORATION에 의해 판매); IP Solvent 1620™ 및 IP Solvent 2028™(각각 IDEMITSU PETROCHEMICAL CO., LTD.에 의해 판매); Amsco OMS™ 및 Amsco 460™(각각 AMERICAN MINERAL SPIRITS CORP.에 의해 판매); 및 Electron, Positron, New Ⅱ, Purogen HF(100% 합성 삼원공중합체)(ECOLINK™에 의해 판매)를 포함할 수 있지만 이것에 한정되지 않는다.
일부 예에서, 액체 캐리어는, 제 1 또는 제 2 양태의 단계 (a)에서, 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)의 약 20 내지 99.5 wt%를 구성하고, 일부 예에서는 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)의 50 내지 99.5 wt%를 구성한다. 일부 예에서, 액체 캐리어는, 제 1 또는 제 2 양태의 단계 (a)에서, 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)의 약 40 내지 90 wt%를 구성한다. 일부 예에서, 제 1 또는 제 2 양태의 단계 (a)에서, 액체 캐리어는 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)의 약 60 내지 80 wt%를 구성한다. 일부 예에서, 제 1 또는 제 2 양태의 단계 (a)에서, 액체 캐리어는 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)의 약 90 내지 99.5 wt%를 구성할 수 있고, 일부 예에서는 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)의 약 95 내지 99 wt%를 구성할 수 있다. 일부 예에서, 잉크 조성물의 나머지 wt%는, 수지와 착색제를 포함하고 일부 예에서는 존재할 수 있는 임의의 기타 첨가물을 포함하는 입자로 형성된다.
착색제는 염료 또는 안료일 수 있다. 입자는 안료를 포함할 수 있다. 착색제는 액체 캐리어와 호환될 수 있는 임의의 착색제일 수 있으며 정전 인쇄에 유용할 수 있다. 예를 들어, 착색제는 안료 입자로서 존재할 수 있거나, 수지(본 명세서에 기재되는 폴리머에 추가적으로) 및 안료를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 착색제는 시안 안료, 마젠타 안료, 황색 안료 및 흑색 안료 중에서 선택된다. 예를 들어, Permanent Yellow DHG, Permanent Yellow GR, Permanent Yellow G, Permanent Yellow NCG-71, Permanent Yellow GG, Hansa Yellow RA, Hansa Brilliant Yellow 5GX-02, Hansa Yellow X, NOVAPERM® YELLOW HR, NOVAPERM® YELLOW FGL, Hansa Brilliant Yellow 10GX, Permanent Yellow G3R-01, HOSTAPERM® YELLOW H4G, HOSTAPERM® YELLOW H3G, HOSTAPERM® ORANGE GR, HOSTAPERM® SCARLET GO, Permanent Rubine F6B를 포함하는 Hoechst에 의한 안료; L74-1357 Yellow, L75-1331 Yellow, L75-2337 Yellow를 포함하는 Sun Chemical에 의한 안료; DALAMAR® YELLOW YT-858-D를 포함하는 Heubach에 의한 안료; CROMOPHTHAL® YELLOW 3 G, CROMOPHTHAL® YELLOW GR, CROMOPHTHAL® YELLOW 8 G, IRGAZINE® YELLOW 5GT, IRGALITE® RUBINE 4BL, MONASTRAL® MAGENTA, MONASTRAL® SCARLET, MONASTRAL® VIOLET, MONASTRAL® RED, MONASTRAL® VIOLET을 포함하는 Ciba-Geigy에 의한 안료; LUMOGEN® LIGHT YELLOW, PALIOGEN® ORANGE, HELIOGEN® BLUE L 690 IF, HELIOGEN® BLUE TBD 7010, HELIOGEN® BLUE K 7090, HELIOGEN® BLUE L 710 IF, HELIOGEN® BLUE L 6470, HELIOGEN® GREEN K 8683, HELIOGEN® GREEN L 9140을 포함하는 BASF에 의한 안료; QUINDO® MAGENTA, INDOFAST® BRILLIANT SCARLET, QUINDO® RED 6700, QUINDO® RED 6713, INDOFAST® VIOLET을 포함하는 Mobay에 의한 안료; Maroon B STERLING® NS BLACK, STERLING® NSX 76, MOGUL® L을 포함하는 Cabot에 의한 안료; TIPURE® R-101을 포함하는 DuPont에 의한 안료; 및 UHLICH® BK 8200을 포함하는 Paul Uhlich에 의한 안료.
물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)은 전하 디렉터를 포함할 수 있다. 전하 디렉터는 입자에 양극성 또는 음극성의 전하를 부여하거나 및/또는 입자 상의 충분한 정전하를 유지하기 위해서 액체 캐리어에 추가될 수 있다. 일부 예에서, 전하 디렉터는 단순 염 및 일반식 MAn의 설포석신산염의 나노입자를 포함할 수 있으며, 여기에서 M은 금속이고, n은 M의 원자가이며, A는 일반식 [R1-0-C(0)CH2CH(S03-)OC(0)-0-R2]의 이온이고, 여기에서 R1과 R2의 각각은 알킬기이거나 또는 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 WO2007130069호에 기재되어 있는 기타 전하 성분이다. 일부 예에서, 전하 디렉터 화합물은 지방산의 금속염, 설포-석시네이트의 금속염, 옥시포스페이트의 금속염, 알킬-벤젠설폰산의 금속염, 방향족 카르복실산 또는 설폰산의 금속염 중에서 선택될 수 있는 이온 화합물 뿐만 아니라 폴리옥시에틸레이티드 알킬아민, 레시틴, 폴리비닐피롤리돈, 다가 알콜의 유기산 에스테르와 같은 쌍성이온 및 비이온 화합물 중에서 선택될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 전하 디렉터는, 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 미국 특허 제5,346,796호에 기재된 것일 수 있다.
전하 디렉터는 (i) 소야 레시틴, (ⅱ) 염기성 바륨 페트로네이트(basic barium petronate: BPP)와 같은 바륨 설폰산 염, 및 (ⅲ) 이소프로필 아민 설폰산 염을 포함할 수 있다. 염기성 바륨 페트로네이트는 21-26 탄화수소 알킬의 바륨 설폰산 염이며, 예를 들어 Chemtura로부터 구입할 수 있다. 예시적인 이소프로필 아민 설폰산 염은 Croda로부터 구입할 수 있는 도데실 벤젠 설폰산 이소프로필 아민이다.
일부 예에서, 전하 디렉터는 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)의 고체의 약 0.001 내지 20 wt%, 일부 예에서는 0.01 내지 20 wt%, 일부 예에서는 0.01 내지 10 wt%, 일부 예에서는 0.01 내지 1 wt%를 구성한다. 일부 예에서, 전하 디렉터는 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)의 고체의 약 0.001 내지 0.15 wt%, 일부 예에서는 0.001 내지 0.15 wt%, 일부 예에서는 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)의 고체의 0.001 내지 0.02 wt%를 구성한다.
본 명세서에 기재되는 전하 디렉터의 양은 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물) 내의 전하 디렉터의 전체 양에 관련될 수 있다. 일부 예에서, 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)에는 여러가지 형태의 전하 디렉터가 포함될 수 있으며, 그 양은 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물) 내의 다양한 형태의 전하 디렉터의 합계이다.
일부 예에서, 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)은 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물) 내의 고체 일그램당 0.3 mg 미만의 전하 디렉터를 함유한다. 일부 예에서, 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)은 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물) 내의 고체 일그램당 0.2 mg 미만의 전하 디렉터를 함유하고, 일부 예에서는 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물) 내의 고체 일그램당 0.1 mg 미만, 일부 예에서는 0.05 mg 미만의 전하 디렉터를 함유한다. 일부 예에서, 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)은 전하 디렉터가 없거나 거의 없으며, 이는 전술한 바와 같을 수 있다.
정전 잉크 조성물은 예를 들어 전하 보조제, 왁스, 계면활성제, 살생물제, 유기 용매, 점성 조절제, pH 조절용 물질, 금속이온 봉쇄제, 보존제, 적합성 첨가물, 유화제 등과 같은 첨가물을 하나 이상 포함할 수 있다.
컨베이어
컨베이어는, 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)을 지지하고 이동시킬 수 있으며 전위가 인가될 수 있는 임의의 적절한 컨베이어일 수 있다. 컨베이어는 본 명세서에서 대전 가능한 컨베이어로 지칭될 수 있다. 대전될 때, 즉 대전 가능한 컨베이어와 전극 사이에 전위가 인가될 때, 컨베이어는 입자가 컨베이어에 접착되도록 구성된다.
컨베이어는 통상적으로 루프를 형성하는 연속면을 갖는다. 일부 예에서, 컨베이어는 그 외표면이 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)을 지지하도록 작용하는 회전 가능한 드럼의 형태이다. 드럼은 임의의 소정 각도로 배향될 수 있는 축 상에서 회전할 수 있다. 일부 예에서, 드럼의 축은 수평선 상에 있다. 드럼은 임의의 적절한 형상일 수 있으며, 일부 실시예에서는 회전축이 원통의 축을 형성하는 원통형이다.
일부 예에서, 컨베이어는 하나 이상의 롤러와 같은 적절한 기구에 의해 구동되는 벨트 형태이다.
컨베이어는 금속을 포함할 수 있다. 금속은 스틸, 알루미늄과 구리, 및 이들 금속 중 임의의 것을 포함하는 합금 중에서 선택될 수 있지만 이것에 한정되지 않는다. 컨베이어는 비금속, 탄성중합 또는 비탄성중합 재료일 수 있는 비금속 재료의 표면 피막을 갖는, 드럼 형태일 수 있는 금속 기판을 포함할 수 있다. 비금속 비탄성 재료는 금속 산화물, 및 다이아몬드형 탄소 코팅과 같은 탄소-함유 코팅 중에서 선택될 수 있다. 탄성중합 재료는 클로로프렌 고무, 이소프렌 고무, EPDM 고무, 폴리우레탄 고무, 에폭시 고무, 부틸 고무, 플루오로엘라스토머(시판되는 Viton과 같은) 및 폴리우레탄 중에서 선택되는 재료를 포함할 수 있다. 탄성중합 재료는 또한 탄성중합 재료 내에 분산될 수 있는 저항 제어제를 추가로 포함할 수 있으며, 저항 제어제는 이온 재료, 금속 또는 탄소 중에서 선택될 수 있다. 이온 재료는 4급(quaternary) 암모늄 화합물일 수 있다. 탄성중합 재료 내에 분산될 수 있는 저항 제어제는 유기 염료, 유기 안료, 유기 염, 고분자전해질, 무기 염, 가소제, 무기 안료, 금속 입자, 전하 이동 착체(charge transfer complex), 또는 예를 들어 폴리우레탄과 같은 탄성중합 재료를 갖는 전하 이동 착체를 생성하는 재료 중에서 선택될 수 있다. 저항 제어제는 표면 피막의 0.1 내지 6 wt%의 양으로 존재할 수 있으며, 나머지 wt%는 탄성중합 재료일 수 있다. 저항 제어제는 예를 들어 화학식 (NR1'R2'R3'R4)X'의 화합물과 같은 4급 암모늄 화합물일 수 있고, 여기에서 R1', R2', R3', R4는 각각 독립적으로 알킬기 또는 아릴기를 포함하지만 이것에 한정되지 않는 탄화수소기이며, 여기에서 알킬은 치환 또는 비치환, 측쇄 또는 직쇄, 포화 또는 불포화이고, X'는 할로겐화물과 같은 음이온이다. 4급 암모늄 화합물의 예는 테트라헵틸 암모늄 브롬화물, 트리메틸옥타데실암모늄 염화물, 벤질트리메틸암모늄 염화물을 포함하지만 이것에 한정되지 않는다. 일부 예에서, 저항 제어제는 리튬 염이다.
컨베이어는 금속 산하물의 표면 피막을 갖는, 드럼 형태일 수 있는 금속 기판을 포함할 수 있으며, 금속 기판의 금속과 금속 산화물의 금속은 동일할 수 있다. 일부 예에서, 표면 피막은 적어도 5 ㎛, 일부 예에서 적어도 10 ㎛, 일부 예에서 적어도 15 ㎛, 일부 예에서 적어도 25 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 일부 예에서, 표면 피막은 5 ㎛ 내지 100 ㎛, 일부 예에서 20 내지 80 ㎛, 일부 예에서 30 내지 70 ㎛, 일부 예에서 45 내지 60 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 일부 예에서, 컨베이어는 적어도 5 ㎛, 일부 예에서 적어도 10 ㎛, 일부 예에서 적어도 15 ㎛, 일부 예에서 적어도 25 ㎛의 두께를 갖는, 금속 산화물의 양극산화 표면을 갖는 금속 기판을 포함한다. 일부 예에서, 컨베이어는 5 ㎛ 내지 100 ㎛, 일부 예에서 20 내지 80 ㎛, 일부 예에서 30 내지 70 ㎛, 일부 예에서 45 내지 60 ㎛의 두께를 갖는 금속 산화물의 양극산화 표면 코팅을 갖는 금속 기판을 포함한다. 일부 예에서, 컨베이어는 알루미늄 산화물을 포함하는 양극산화 표면 코팅을 갖는 알루미늄 기판을 포함한다. 일부 예에서, 양극산화 표면 코팅은, 당업계에서 때때로 양극산화 하드코트로 지칭되는 타입 Ⅲ 양극산화 코팅, 하드 양극산화에 의해 또는 엔지니어링 양극산화에 의해 형성되는 코팅이다. 타입 Ⅲ 또는 하드 양극산화를 수행하기 위한 방법은 기술적으로 기재되며, 이러한 양극산화를 위한 기준은 예를 들어 그 상세의 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 MIL-A-8625 Type Ⅲ, AMS 2469H, BS ISO 10074:2010 및 BS EN 2536:1995에서 찾아볼 수 있다. 본 발명자들은 금속 컨베이어의 표면을 하드 양극산화시키면 컨베이어로부터 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물) 입자로의 전하 이동을 적절하게 제어할 수 있는 양호한 저항을 갖는 컨베이어가 생성되는 것을 알아냈다.
컨베이어는 임의의 적절한 크기일 수 있다. 일부 예에서, 컨베이어는 그 표면의 이동 방향에 수직한 그 표면 횡단 방향으로 측정되는, 적어도 40 ㎝, 일부 예에서 적어도 50 ㎝, 일부 예에서 적어도 60 ㎝, 일부 예에서 적어도 70 ㎝, 일부 예에서 적어도 1 m, 일부 예에서 적어도 2 m, 일부 예에서 적어도 3 m, 일부 예에서 40 ㎝ 내지 4 m, 일부 예에서 200 ㎝ 내지 400 ㎝, 일부 예에서 250 ㎝ 내지 350 ㎝의 폭을 갖는다. 일부 예에서, 컨베이어는 그 표면의 이동 방향에 수직한(원통의 축에 평행한) 그 표면 횡단 방향으로 측정되는, 적어도 40 ㎝, 일부 예에서 적어도 50 ㎝, 일부 예에서 적어도 60 ㎝, 일부 예에서 적어도 70 ㎝, 일부 예에서 적어도 1 m, 일부 예에서 적어도 2 m, 일부 예에서 적어도 3 m, 일부 예에서 40 ㎝ 내지 4 m, 일부 예에서 200 ㎝ 내지 400 ㎝, 일부 예에서 250 ㎝ 내지 350 ㎝의 폭을 갖는 원통 형태의 회전 가능한 드럼이거나 이를 포함한다. 일부 예에서, 컨베이어는 적어도 40 ㎝, 일부 예에서 적어도 50 ㎝, 일부 예에서 적어도 60 ㎝, 일부 예에서 적어도 70 ㎝, 일부 예에서 적어도 1 m, 일부 예에서 적어도 2 m, 일부 예에서 40 ㎝ 내지 3 m, 일부 예에서 100 ㎝ 내지 300 ㎝, 일부 예에서 250 ㎝ 내지 350 ㎝의 직경을 갖는 원통 형태의 회전 가능한 드럼이거나 이를 포함한다. 일부 예에서, 원통 폭: 원통 직경의 비율은 2:1 내지 1:2이다.
컨베이어는 약 1×109 내지 1×1011 Ohm*㎝의 저항, 또는 일부 예에서 약 1×1010의 Ohm*㎝의 저항을 갖는 표면을 가질 수 있다.
제 1 전극
제 1 전극은 컨베이어와 제 1 전극 사이에 전위를 인가할 수 있는 임의의 적절한 전극일 수 있다. 전극은 컨베이어에 대해 고정적일 수 있다. 제 1 전극은 컨베이어의 적어도 일부의 형상에 대해 적어도 부분적으로 대응하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 컨베이어가 축을 갖는 원통이면, 전극은 원의 일부를 형성하는 단면을 가질 수 있으며, 이 원의 중심은 원통의 중심과 동일하다. 일부 예에서, 컨베이어가 축을 갖는 원통이면, 전극은 원통 형상의 일부를 형성하는 내표면을 가질 수 있으며, 이 원통 형상의 축은 컨베이어의 원통의 축과 동일하다.
일부 예에서, 제 1 전극과 컨베이어 사이의 최단 거리는 0.5 ㎜ 내지 5 ㎜, 일부 예에서 0.5 내지 2 ㎜, 일부 예에서 0.8 ㎜ 내지 1.2 ㎜이다.
일부 예에서, 제 1 전극은 컨베이어의 표면과 동일한 방향으로 이동할 수 있는 표면을 갖는 롤러 또는 벨트의 형태일 수 있으며, 컨베이어의 표면과 접촉할 수 있다. 제 1 전극이 예를 들어 원통과 같은 롤러의 형태이고 컨베이어가 드럼의 형태이면, 제 1 전극의 롤러는 컨베이어의 롤러 또는 드럼의 직경보다 작은 직경을 가질 수 있다. 일부 예에서, 예를 들어 전술한 것과 같은 롤러 및/또는 벨트 형태의 다수의 제 1 전극이 컨베이어 주위에 배치될 수 있으며, 사용 시에 그 각각은 본 명세서에 기재된 수지를 포함할 수 있는 대전 가능한 입자를 컨베이어에 접착하기 위해 사용될 수 있다.
전극은 금속 및 탄소를 포함하지만 이것에 한정되지 않는 도전성 재료를 포함할 수 있다. 전극은 구리, 알루미늄 및 스틸 중에서 선택되는 금속을 포함할 수 있다.
상기 방법에서는, 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)이 컨베이어에 접착되도록 전위가 인가된다. 컨베이어와 제 1 전극 사이의 전위차는 500 V 이상, 일부 예에서 1000 V 이상, 일부 예에서 2000 V 이상, 일부 예에서 3000 V 이상, 일부 예에서 3200 V 이상, 일부 예에서 3500 V 이상, 일부 예에서 3800 V 이상, 일부 예에서 4000 V 이상일 수 있다. 컨베이어와 제 1 전극 사이의 전위차는 500 V 내지 7000 V, 일부 예에서 1000 V 내지 7000 V, 일부 예에서 3000 V 내지 6000 V, 일부 예에서 3000 V 내지 4000 V일 수 있다. 컨베이어는 제 1 전극보다 더 포지티브한 전위에 있을 수 있거나, 제 1 전극보다 덜 포지티브한 전위에 있을 수 있다. 일부 예에서, 컨베이어의 전위는 지표 전위(0 V)에 있을 수 있거나 그 가까이에 예를 들면 50 V 이내에 있을 수 있다.
상기 방법에서, 컨베이어의 표면은 1 내지 100 ㎝/sec, 또는 일부 예에서 5 내지 70 ㎝/sec, 또는 일부 예에서 10 내지 50 ㎝/sec, 또는 일부 예에서 20 내지 50 ㎝/sec, 또는 일부 예에서 30 내지 50 ㎝/sec의 속도로 이동할 수 있다.
컨베이어와 제 1 전극 사이의 전기장은 500 V/㎜ 이상, 일부 예에서 1000 V/㎜ 이상, 일부 예에서 1500 V/㎜ 이상, 일부 예에서 2000 V/㎜ 이상, 일부 예에서 2500 V/㎜ 이상, 일부 예에서, 2800 V/㎜ 이상, 일부 예에서 2900 V/㎜ 이상, 일부 예에서 3000 V/㎜ 이상, 일부 예에서 3200 V/㎜ 이상, 일부 예에서 3500 V/㎜ 이상, 일부 예에서 3800 V/㎜ 이상, 일부 예에서 4000 V/㎜ 이상일 수 있다. 컨베이어와 제 1 전극 사이의 전기장은 500 V/㎜ 내지 6000 V/㎜, 일부 예에서 1000 V/㎜ 내지 6000 V/㎜, 일부 예에서 1500 V/㎜ 내지 6000 V/㎜, 일부 예에서 2000 V/㎜ 내지 6000 V/㎜, 일부 예에서 2500 V/㎜ 내지 5000 V/㎜, 일부 예에서 2800 V/㎜ 내지 4700 V/㎜, 일부 예에서 2900 V/㎜ 내지 4600 V/㎜, 일부 예에서 2900 V/㎜ 내지 4500 V/㎜, 일부 예에서 2900 V/㎜ 내지 4200 V/㎜일 수 있다. 본 발명자들은 입자가 높은 전기장을 통과하면 이것이 그 대전을 촉진하는 것을 알아냈으며, 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)에 전하 디렉터가 없을 때에도 입자의 대전을 촉진하는데 있어서 3000 V/㎜ 이상의 전기장이 특히 효과적인 것으로 밝혀졌다.
제 1 전극은 컨베이어 아래에 배치될 수 있으며, 제 1 전극과 컨베이어 사이의 간격이 갭을 형성한다. 상기 방법은 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)이 컨베이어와 제 1 전극 사이의 갭을 적어도 부분적으로 충전하도록 구성될 수 있으며, 단계 (b)에서의 전위는 물질(예를 들어, 정전 잉크 조성물)이 컨베이어에 접착되도록 인가된다. 갭의 측방 에지에 유체 시일이 제공될 수도 있다.
일부 예에서, 컨베이어와 제 1 전극 사이의 갭은 제 1 출구 및 제 2 출구를 가지며, 물질은 갭을 통과한 후 이들 양 출구로부터 유동할 수 있고, 제 1 출구는 제 2 출구로부터 컨베이어의 이동 방향으로 하류에 위치한다. 일부 예에서, 물질[예를 들어 제 1 양태의 단계 (b) 또는 제 2 양태의 단계 (a)에서]은 제 2 출구로부터 및 일부 예에서는 제 1 출구 또는 그 근처에서 컨베이어의 이동 방향으로 하류에서 갭을 통과한다. 일부 예에서, 제 1 출구에서 갭을 빠져나가는 액체 캐리어는 제 1 전극으로 재순환 복귀되며, 제 1 전극과 컨베이어 사이를 통과한다[예를 들어 제 1 양태의 단계 (a)에서]. 일부 예에서, 제 2 출구에서 갭을 빠져나가는 액체 캐리어는 제 2 전극으로 이동하며, 예를 들어 제 1 양태의 방법의 단계 (e) 또는 제 2 양태의 단계 (d)에서 제 2 전극과 컨베이어 사이를 통과한다.
일부 예에서, 제 1 전극은 컨베이어 아래에 및 [예를 들어 단계 (a)에서] 농축될 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)을 위한 저장조 내에 배치되는 롤러를 포함한다. 일부 예에서, 제 1 전극은 컨베이어 아래에 배치되는 다수의 롤러를 포함하며, 각각의 롤러는 [예를 들어 단계 (a)에서] 농축될 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)을 위한 저장조 내에 있다. 일부 예에서, 컨베이어는 비금속, 비탄성중합 재료의 표면 피막을 갖는 드럼의 형태이며 제 1 전극은 비금속 탄성중합 재료의 표면 피막을 갖는 금속 코어를 포함하는 롤러의 형태이다.
이동 표면
상기 방법은, 컨베이어 상의 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)을 이동 표면을 지나서 이동시키는 단계로서, 상기 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)은 이동 표면과 접촉하고 컨베이어와 이동 표면 사이에 전위가 인가되며, 따라서 입자는 컨베이어를 향해서 이동하도록 배치되고 액체 캐리어의 일부는 컨베이어 상의 액체 캐리어 내의 대전 가능한 입자의 농도를 증가시켜 컨베이어 상에 농축된 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)을 형성하기 위해 제거되는 단계를 포함할 수 있다.
이동 표면은 본 명세서에 기재되어 있는 드럼 또는 벨트의 형태일 수 있는 이동체의 외표면을 형성한다. 이동 표면은 롤러에 의해 구동되는 드럼 또는 벨트의 부분을 형성할 수 있다. 이동 표면 및 이것이 형성하는 그 보디는 가압될 수 있으며, 따라서 이동 표면과 컨베이어 사이에 전위가 인가될 수 있다. 이동 표면은 추가 전극의 일부로 간주될 수 있다.
일부 예에서, 이동 표면은 회전 가능한 드럼의 외표면을 형성한다. 이동 표면을 갖는 드럼은 임의의 소정 각도로 배향될 수 있는 축 상에서 회전할 수 있다. 일부 예에서, 표면을 이동시키는 드럼의 축은 수평선 상에 있다. 이동 표면을 갖는 드럼은 임의의 적절한 형상일 수 있지만, 일부 예에서는 회전축이 원통의 축을 형성하는 원통형이다.
일부 예에서, 이동 표면은 하나 이상의 롤러와 같은 적절한 기구에 의해 구동되는 벨트의 외표면을 형성한다.
이동 표면을 갖는 이동체는 금속을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 이동 표면을 갖는 이동체는 탄성중합 재료를 포함하는 표면 피막을 갖는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이동 표면을 갖는 이동체는 탄성중합 재료를 포함하는 외표면 층을 갖는 금속 코어를 갖는 드럼을 포함할 수 있다. 금속은 스틸, 알루미늄 및 구리 중에서 선택될 수 있지만 이것에 한정되지 않는다. 표면 피막 또는 외표면 층은 탄성중합 재료 및 탄성중합 재료 내에 분산될 수 있는 저항 제어제를 포함할 수 있다. 저항 제어제는 탄성중합 재료의 저항을 (상기 저항 제어제가 없는 동일 재료에 비해서) 증가 또는 감소시키도록 작용할 수 있다. 탄성중합 재료는 클로로프렌 고무, 이소프렌 고무, EPDM 고무, 폴리우레탄 고무, 에폭시 고무, 부틸 고무, 플루오로엘라스토머(시판되는 Viton과 같은) 및 폴리우레탄 중에서 선택되는 재료를 포함할 수 있다.
탄성중합 재료 내에 분산될 수 있는 저항 제어제는 이온 재료, 금속 또는 탄소 중에서 선택될 수 있다. 이온 재료는 4급 암모늄 화합물일 수 있다. 탄성중합 재료 내에 분산될 수 있는 저항 제어제는 유기 염료, 유기 안료, 유기 염, 고분자전해질, 무기 염, 가소제, 무기 안료, 금속 입자, 전하 이동 착체 또는 예를 들어 폴리우레탄과 같은 탄성중합 재료를 갖는 전하 이동 착체를 생성하는 재료 중에서 선택될 수 있다. 저항 제어제는 표면 피막의 0.1 내지 6 wt%의 양으로 존재할 수 있으며, 나머지 wt%는 탄성중합 재료일 수 있다. 저항 제어제는 예를 들어 화학식 (NR1'R2'R3'R4)X'의 화합물과 같은 4급 암모늄 화합물일 수 있고, 여기에서 R1', R2', R3', R4는 각각 독립적으로 알킬기 또는 아릴기를 포함하지만 이것에 한정되지 않는 탄화수소기이며, 여기에서 알킬은 치환 또는 비치환, 측쇄 또는 직쇄, 포화 또는 불포화이고, X'는 할로겐화물과 같은 음이온이다. 4급 암모늄 화합물의 예는 테트라헵틸 암모늄 브롬화물, 트리메틸옥타데실암모늄 염화물, 벤질트리메틸암모늄 염화물을 포함하지만 이것에 한정되지 않는다. 일부 예에서, 저항 제어제는 리튬 염이다.
이동 표면이 탄성중합 재료를 포함하는 외표면 층을 갖는 금속 코어를 갖는 드럼을 포함하는 이동체이면, 드럼의 표면의 저항은, 접촉 상태의 롤러와 금속 로드 사이에서의 측정 시에 약 340 ㎜의 롤러를 따르는 전체 접촉 면적이 약 1 ㎝일 때 1×105 Ohm*m 내지 1×108 Ohm*m, 일부 예에서 1×106 Ohm*m 내지 1×107 Ohm*m일 수 있다.
일부 예에서, 컨베이어는 비금속, 탄성중합 재료의 표면 피막을 갖는 드럼 형태일 수 있는 금속 기판을 포함하며, 이동 표면을 갖는 이동체는 비금속, 비탄성중합 재료의 표면 피막을 갖는 드럼 형태일 수 있는 금속 기판을 포함한다.
일부 예에서, 컨베이어는 비금속, 비탄성중합 재료의 표면 피막을 갖는 드럼 형태일 수 있는 금속 기판을 포함하며, 이동 표면을 갖는 이동체는 비금속, 탄성중합 재료일 수 있는 비금속 재료의 표면 피막을 갖는 드럼 형태일 수 있는 금속 기판을 포함한다.
일부 예에서, 컨베이어 주위에는 다수의 이동 표면이 배치된다. 예를 들어, 컨베이어는 제 1 드럼을 포함할 수 있으며, 제 1 드럼의 주위에는 이동 표면을 갖는 다수의 제 2 드럼이 배치된다. 예를 들어, 제 1 컨베이어는 제 1 드럼을 포함할 수 있으며, 제 1 드럼의 주위에는 이동 표면을 갖는 적어도 두 개, 일부 예에서 적어도 세 개, 일부 예에서 적어도 네 개의 제 2 드럼이 배치된다. 표면 피막은 107 내지 1011 ohm ㎝의 저항을 가질 수 있다. 이동 표면 상의 표면 피막은 0.001 ㎜ 내지 20 ㎜, 일부 예에서 0.05 ㎜ 내지 10 ㎜, 일부 예에서 1 ㎜ 내지 10 ㎜, 일부 예에서 1 ㎜ 내지 3 ㎜, 일부 예에서 3 ㎜ 내지 8 ㎜의 두께를 가질 수 있다. 이동 표면을 갖는 이동체는 US 3,863,603호(자기 브러시 롤의 설명을 참조) 및 US 3,959,574호(바이어스 가능한 이동 부재의 설명을 참조)에 기재된 바와 같이 구성될 수 있으며, 이들 문헌은 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용된다.
일부 예에서, 컨베이어의 외표면 또는 그 근처에는 다수의 이동 표면이 연속하여 제공된다. 일부 예에서, 각각의 이동 표면은 회전 가능한 드럼 형태의 이동체의 부분을 형성한다. 일부 예에서, 제 1 전극에 가장 가까운 드럼에서 제거된 액체 캐리어는 제 1 전극으로 재순환되며, 다른 드럼 또는 드럼들에서 제거된 액체 캐리어의 적어도 일부는 제 1 양태의 단계 (e) 또는 제 2 양태의 단계 (d)에서 제 2 전극과 컨베이어 사이를 통과한다. "연속하여(in series)"는 컨베이어 상의 농축된 물질이 각각의 이동 표면을 차례로 이동하도록 이동 표면이 컨베이어의 이동 방향으로 연속하여 배치됨을 나타낼 수 있다.
일부 예에서, 컨베이어의 표면 및 이동 표면은 이들이 서로 가장 가까운 지점에서 동일한 상대 속도로 및 동일한 방향으로 이동한다. 이 방법에서, 컨베이어의 표면 및 이동 표면은 1 내지 100 ㎝/sec, 일부 예에서 5 내지 50 ㎝/sec, 일부 예에서 20 내지 50 ㎝/sec, 일부 예에서 30 내지 50 ㎝/sec, 일부 예에서 10 내지 30 ㎝/sec의 속도로 이동할 수 있다.
상기 방법에서, 컨베이어와 이동 표면 사이에 전위가 인가되며, 따라서 대전 가능한 입자는 컨베이어를 향해서 이동하도록 배치되고 액체 캐리어의 일부는 컨베이어 상의 액체 캐리어 내의 대전 가능한 입자의 농도를 증가시켜 컨베이어 상에 농축된 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)을 형성하기 위해 제거된다. 컨베이어와 이동 표면 사이에 인가되는 전위는 전극과 컨베이어 사이에 인가되는 전위보다 작을 수 있다. 컨베이어와 이동 표면 사이에 인가되는 전위는 300 내지 4000 V, 일부 예에서 300 내지 2000 V, 일부 예에서 300 내지 1500 V, 일부 예에서 500 내지 1200 V, 일부 예에서 600 내지 1100 V, 일부 예에서 700 내지 1000 V, 일부 예에서 800 내지 900 V일 수 있다.
일부 예에서, 제 1 전극 및/또는 이동 표면에 인가되는 전위는 -1000 V 이하(보다 네거티브)이며, 컨베이어에 인가되는 전위는 -500 V보다 더 포지티브한 전위에 있다. 일부 예에서, 제 1 전극 및/또는 이동 표면에 인가되는 전위는 -1500 V 이하(보다 네거티브)이며, 컨베이어에 인가되는 전위는 -500 V보다 더 포지티브한 전위에 있다. 일부 예에서, 제 1 전극 및/또는 이동 표면에 인가되는 전위는 -2000 V 이하(보다 네거티브)이며, 컨베이어에 인가되는 전위는 -500 V보다 더 포지티브한 전위에 있다. 일부 예에서, 제 1 전극 및/또는 이동 표면에 인가되는 전위는 -2500 V 이하(보다 네거티브)이며, 컨베이어에 인가되는 전위는 -500 V보다 더 포지티브한 전위에 있다. 일부 예에서, 제 1 전극 및/또는 이동체에 인가되는 전위는 -2800 V 이하이며, 컨베이어에 인가되는 전위는 -500 V보다 더 포지티브한 전위에 있고, 일부 예에서는 0 V 이상이다.
일부 예에서, 제 1 전극 및/또는 이동 표면에 인가되는 전위는 1000 V 이상(보다 포지티브)이며, 컨베이어에 인가되는 전위는 500 V보다 덜 포지티브한 전위에 있다. 일부 예에서, 제 1 전극 및/또는 이동 표면에 인가되는 전위는 1500 V 이상(보다 포지티브)이며, 컨베이어에 인가되는 전위는 500 V보다 덜 포지티브한 전위에 있다. 일부 예에서, 제 1 전극 및/또는 이동 표면에 인가되는 전위는 2000 V 이상(보다 포지티브)이며, 컨베이어에 인가되는 전위는 500 V보다 덜 포지티브한 전위에 있다. 일부 예에서, 제 1 전극 및/또는 이동 표면에 인가되는 전위는 2500 V 이상(보다 포지티브)이며, 컨베이어에 인가되는 전위는 500 V보다 덜 포지티브한 전위에 있다. 일부 예에서, 제 1 전극 및/또는 이동체에 인가되는 전위는 2800 V 이상이며, 컨베이어에 인가되는 전위는 500 V보다 덜 포지티브한 전위에 있고, 일부 예에서는 0 V 이하이다.
일부 예에서, 농축된 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)이 컨베이어 상에 형성된 후에, 컨베이어와 이동 표면이 이후 서로로부터 발산되며, 따라서 농축된 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)의 거의 전부가 컨베이어 상에 남아있다. 일부 예에서, "농축된 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)의 거의 전부"는 농축된 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물) 내의 입자의 적어도 90 wt%, 일부 예에서 적어도 95 wt%, 일부 예에서 적어도 99 wt%가 컨베이어에 부착된 상태로 남아있는 것을 나타낸다. 일부 예에서, 농축된 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)의 극소량만이 이동 표면에 전달되고, 일부 예에서는 전혀 전달되지 않는다. 일부 예에서, "극소량"은 농축된 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물) 내의 입자의 10 wt% 이하, 일부 예에서 5 wt%, 일부 예에서 1 wt% 이하가 이동 표면에 전달되는 것을 나타낸다.
일부 예에서, 컨베이어 또는 이동 표면의 어느 것도 광찰상 판 또는 그 부분이 아니다.
가스의 스트림
상기 방법은 예를 들어 공기와 같은 가스의 스트림을 컨베이어 상의 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)에 방향인도하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 일부 예에서, 상기 방법은 예를 들어 공기와 같은 가스의 다수의 스트림을 컨베이어 상의 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)에 방향인도하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 가스의 스트림은 컨베이어 상의 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)이 이동 표면과 접촉하기 전에, 도중에 및/또는 후에 상기 물질에 방향인도될 수 있다. 따라서, 가스의 스트림은 컨베이어 상의 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)이 농축되기 전에 또는 후에 또는 이동 표면을 포함하는 농축 단계 도중에 상기 물질에 방향인도될 수 있다. 일부 예에서, 가스의 스트림은 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)이 배치되는 컨베이어의 표면에 수직한 각도로부터 0 내지 30°로 컨베이어 상의 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)에 방향인도된다. 일부 예에서, 가스의 스트림은 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)이 배치되는 컨베이어의 표면에 수직한 각도로부터 0 내지 20°, 일부 예에서 0 내지 10°, 0 내지 5°, 일부 예에서 약 0°로 컨베이어 상의 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)에 방향인도된다. 예를 들어, 컨베이어가 원통 형태의 드럼을 포함하면, 방법 도중에, 가스의 스트림은 원통의 반경으로부터 0 내지 30°각도로 원통을 향해서 방향인도될 수 있다.
일부 예에서, 가스의 스트림 또는 스트림들은 단수 또는 복수의 에어 나이프에 의해서 생성될 수 있다.
예를 들어 공기와 같은 가스의 스트림은 적어도 50 m/s, 일부 예에서 적어도 80 m/s, 일부 예에서 적어도 100 m/s의 이동 가스 속도를 가질 수 있다. 예를 들어 공기와 같은 가스의 스트림은 50 내지 200 m/s, 일부 예에서 80 내지 150 m/s, 일부 예에서 100 내지 120 m/s의 이동 가스 속도를 가질 수 있다.
일부 예에서, 가스의 스트림은 60℃ 미만, 일부 예에서 50℃ 미만, 일부 예에서 40℃ 미만, 일부 예에서 30℃ 미만의 온도를 갖는다. 일부 예에서, 가스의 스트림은 10℃ 내지 60℃의 온도, 일부 예에서 15℃ 내지 50℃의 온도, 일부 예에서 20℃ 내지 40℃의 온도, 일부 예에서 20℃ 내지 30℃의 온도를 갖는다.
가스의 스트림은 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)을 물질 내에 있을 수 있는 수지 입자의 완전성에 크게 영향을 미치지 않으면서 더 농축시키는 것으로 밝혀졌다.
제 2 전극
일부 예에서, 방법은 [예를 들어 제 1 양태의 단계 (b) 또는 단계 (c)에서] 컨베이어로부터 제거되는 액체 캐리어의 적어도 일부를 제 2 전극과 컨베이어 사이에서 통과시키는 단계를 포함할 수 있으며, 액체 캐리어는 일부 대전 가능한 입자를 함유할 수 있다. 일부 예에서, 장치는 [예를 들어 제 2 양태의 단계 (a) 또는 단계 (b)에서] 컨베이어로부터 제거되는 액체 캐리어의 적어도 일부를 제 2 전극과 컨베이어 사이에서 통과시키도록 구성되며, 액체 캐리어는 일부 대전 가능한 입자를 함유할 수 있다.
일부 예에서, 예를 들어 제 1 전극, 이동 표면 및 제 2 전극에서 컨베이어로부터 제거되는 액체 캐리어의 전부는 예를 들어 제 1 및 제 2 전극으로 재순환되며, 컨베이어와 제 1 전극 사이[제 1 양태의 단계 (b) 또는 제 2 양태의 단계 (a)에서] 및/또는 컨베이어와 제 2 전극 사이[제 1 양태의 단계 (e) 또는 제 2 양태의 단계 (d)에서]를 통과한다. 본 발명자들은 방법 및 장치의 일부 예가 폐기물을 제한하거나 회피할 수 있으며 방법의 끝에서 수집되는 농축된 물질 및 액체 캐리어 양자가 (예를 들어 대전 가능한 입자의 완전성 및 특성이 농축 공정에 의해 거의 영향받지 않고 액체 캐리어가 매우 낮은 고체 함량을 갖는 상태에서) 재사용하기에 적합한 것을 알아냈다.
일부 예에서, 컨베이어로부터 제거되는 액체 캐리어 내의 고체 함량(예를 들어 wt% 고체로)에 대해 한계치가 설정될 수 있으며, 컨베이어로부터(예를 들어 제 1 전극 및/또는 이동 표면으로부터) 제거되는 액체 캐리어는 한계치 이하에 있을 경우 제 2 전극으로 이동되고 제 2 전극과 컨베이어 사이를 통과한다[예를 들어 제 1 양태의 단계 (e) 또는 제 2 양태의 단계 (d)에서]. 일부 예에서, 컨베이어로부터(예를 들어 제 1 전극 및/또는 이동 표면으로부터) 제거되고 한계치 초과의 고체 함량을 갖는 일체의 액체 캐리어는 제 1 전극으로 재순환 복귀되며 제 1 전극과 컨베이어 사이를 통과한다[예를 들어 제 1 양태의 단계 (b) 또는 제 2 양태의 단계 a)에서].
일부 예에서, 컨베이어와 제 2 전극 사이에는 액체 캐리어 내의 대전 가능한 입자가 컨베이어를 향해 이동하도록 배치되도록 전위가 인가되며, 초기에 컨베이어와 제 1 전극 사이를 통과한 액체 캐리어보다 고체 함량(예를 들어 wt%)이 낮은 일부 액체 캐리어는 제거된다.
제 2 전극은 구조 및/또는 재료에 있어서 제 1 전극과 동일한 전극이거나 이를 포함할 수 있으며, 및/또는 제 2 전극과 컨베이어 사이에는 제 1 전극과 컨베이어 사이와 유사하거나 동일한 전위가 인가된다.
제 2 전극은 컨베이어와 제 2 전극 사이에 전위를 인가할 수 있는 임의의 적절한 전극일 수 있다. 제 2 전극은 컨베이어에 대해 고정적일 수 있다. 제 2 전극은 컨베이어의 적어도 일부의 형상에 대해 적어도 부분적으로 대응하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 컨베이어가 축을 갖는 원통이면, 제 2 전극은 원의 일부를 형성하는 단면을 가질 수 있으며, 이 원의 중심은 원통의 중심과 동일하다. 일부 예에서, 컨베이어가 축을 갖는 원통이면, 제 2 전극은 원통 형상의 일부를 형성하는 내표면을 가질 수 있으며, 이 원통 형상의 축은 컨베이어의 원통의 축과 동일하다.
일부 예에서, 제 2 전극은 컨베이어에 대해 고정적이며, 액체 캐리어가 통과하는 갭에 의해 분리되고, 상기 갭의 구역의 적어도 일부에서는 컨베이어의 최근접 표면의 형상에 대응하는 형상을 갖는다. 갭의 측방 에지에 유체 시일이 제공될 수도 있다.
일부 예에서, 제 2 전극과 컨베이어 사이에 갭이 제공되며, 제 1 양태의 단계 (e)[또는 제 2 양태의 단계 (d)]에서의 액체 캐리어는 컨베이어의 이동 방향에 실질적으로 반대되는 방향으로 제 2 전극을 지나서 갭 내에 공급된다. 이것은 액체 캐리어로 갭을 충전하는데 도움이 되는 것으로 밝혀졌다. 또한, 액체 캐리어가 컨베이어의 이동 방향에 실질적으로 반대되는 방향으로 제 2 전극의 적어도 일부를 따라서 이동했을 때, 그 고체 함량이 소량으로 감소되는 것으로 밝혀졌는데, 이는 액체 캐리어 내의 대전 가능한 입자의 대부분이 컨베이어에 접착되어 액체 캐리어 내의 고체 함량을 감소시키는 것으로 밝혀졌기 때문이다.
일부 예에서, 액체 캐리어는 컨베이어의 이동 방향에 반대되는 방향으로 제 2 전극의 길이의 적어도 일부, 일부 예에서 그 전부를 제 2 전극을 지나서 이동한 후에 수집된다. 여기에서 수집되는 액체 캐리어는 초기에 농축될 물질 및 초기에 제 2 전극과 컨베이어 사이를 통과한 액체 캐리어에 비해서 매우 낮은 고체 함량을 갖는 것으로 밝혀졌다.
일부 예에서, 컨베이어와 제 2 전극 사이의 갭은 제 1 출구 및 제 2 출구를 가지며, 액체 캐리어는 갭을 통과한 후 이들 양 출구로부터 유동할 수 있고, 제 1 출구는 제 2 출구로부터 컨베이어의 이동 방향으로 하류에 위치한다. 일부 예에서, [예를 들어 제 1 양태의 단계 (b) 또는 단계 (c) 또는 제 2 양태의 단계 (a) 또는 (b)에서] 컨베이어로부터 제거되는 액체 캐리어는 이후 제 2 출구로부터 및 일부 예에서는 제 1 출구 또는 그 근처에서 컨베이어의 이동 방향으로 하류에서 갭을 통과한다. 일부 예에서, 제 1 출구에서 갭을 빠져나가는 액체 캐리어는 제 1 전극으로 재순환 복귀되며, 제 1 전극과 컨베이어 사이를 통과한다[예를 들어 제 1 양태의 단계 (a)에서]. 일부 예에서, 제 2 출구에서 갭을 빠져나가는 액체 캐리어는 저장 용기로 이동된다. 일부 예에서, 저장 용기는 이후 밀봉되고 액체 캐리어는 소정 장소로 운송되거나 및/또는 소정 장소에 저장된다. 일부 예에서, 저장 용기는 드럼일 수 있다.
일부 예에서, 물질은 액체 캐리어 내에 대전 가능한 입자를 포함하는 정전 잉크 조성물이다.
일부 예에서, 방법의 단계 (b) 또는 단계 (c)에서 컨베이어로부터 제거되는 액체 캐리어는 임계치 미만의 고체 함량을 가질 경우에만 제 2 전극과 컨베이어 사이를 통과한다. 이것은 소정의 임계치일 수 있으며, 장치는 단계 (b) 및/또는 단계 (c)에서 컨베이어로부터 제거되는 액체 캐리어의 고체 함량을 감지할 수 있고 이후 액체 캐리어를 이것이 임계치 미만의 고체 함량을 가질 경우 제 2 전극으로 방향인도할 수 있다.
일부 예에서, 제 2 전극과 컨베이어 사이의 최단 거리는 0.5 ㎜ 내지 5 ㎜, 일부 예에서 0.5 내지 2 ㎜, 일부 예에서 0.8 ㎜ 내지 1.2 ㎜이다.
일부 예에서, 제 2 전극은 컨베이어의 표면과 동일한 방향으로 이동할 수 있는 표면을 갖는 롤러 또는 벨트의 형태일 수 있으며, 물질 또는 액체 캐리어가 없는 경우에는 컨베이어의 표면과 접촉할 수 있다. 제 2 전극이 예를 들어 원통과 같은 롤러의 형태이고 컨베이어가 드럼의 형태이면, 제 2 전극의 롤러는 컨베이어의 드럼의 롤러의 직경보다 작은 직경을 가질 수 있다. 일부 예에서, 예를 들어 전술한 것과 같은 롤러 및/또는 벨트 형태의 다수의 제 2 전극은 컨베이어 주위에 배치될 수 있으며, 사용 시에 그 각각은 대전 가능한 입자를 컨베이어에 접착하기 위해 사용될 수 있다.
일부 예에서, 다수의 제 2 전극이 제공된다. 다수의 제 2 전극은 각각 본 명세서에 기재되는 제 2 전극의 형태 중에서 개별적으로 및 독립적으로 선택될 수 있다. 일부 예에서, 다수의 전극 중의 적어도 하나는 컨베이어에 대해 고정적이며, 다수의 전극 중의 다른 하나는 컨베이어의 표면과 동일한 방향으로 이동할 수 있는 표면을 갖는 롤러 또는 벨트의 형태이고, 물질 또는 액체 캐리어가 없는 경우에는 컨베이어의 표면과 접촉할 수 있다. 일부 예에서, 다수의 제 2 전극이 제공되고, 그 중 하나는 컨베이어에 대해 고정적이며, 컨베이어의 표면과 동일한 방향으로 이동할 수 있는 표면을 갖는 롤러 또는 벨트 형태의 다른 제 2 전극으로부터 컨베이어 이동 방향으로 상류에 위치하고, 물질 또는 액체 캐리어가 없는 경우에는 컨베이어의 표면과 접촉할 수 있다. 일부 예에서, 액체 캐리어는 먼저 고정 제 2 전극으로 이동되고, 이후 컨베이어 상의 액체 캐리어는 롤러 또는 벨트 형태의 제 2 전극으로 이동된다. 일부 예에서, 롤러 또는 벨트 형태의 제 2 전극으로부터 제거되는 액체 캐리어는 고정 제 2 전극으로 재생 또는 재순환되며, 고정 제 2 전극과 컨베이어 사이를 통과한다.
제 2 전극이 예를 들어 원통과 같은 롤러의 형태이고 컨베이어가 드럼의 형태이면, 제 2 전극의 롤러는 컨베이어의 롤러 또는 드럼의 직경보다 작은 직경을 가질 수 있다. 일부 예에서, 예를 들어 전술한 것과 같은, 롤러 및/또는 벨트 형태의 다수의 제 2 전극이 컨베이어 주위에 배치될 수 있으며, 사용 시에 그 각각은 수지를 포함하는 입자를 컨베이어에 접착하기 위해 사용될 수 있다.
제 2 전극은 금속 및 탄소를 포함하지만 이것에 한정되지 않는 도전성 재료를 포함할 수 있다. 제 2 전극은 구리, 알루미늄 및 스틸 중에서 선택되는 금속을 포함할 수 있다.
상기 방법에서는, 제 2 전극과 컨베이어 사이의 구역에서의 액체 캐리어 내의 입자가 컨베이어에 접착되도록 전위가 인가된다. 컨베이어와 제 2 전극 사이의 전위차는 500 V 이상, 일부 예에서 1000 V 이상, 일부 예에서 2000 V 이상, 일부 예에서 3000 V 이상, 일부 예에서 3200 V 이상, 일부 예에서 3500 V 이상, 일부 예에서 3800 V 이상, 일부 예에서 4000 V 이상일 수 있다. 컨베이어와 제 2 전극 사이의 전위차는 500 V 내지 7000 V, 일부 예에서 1000 V 내지 7000 V, 일부 예에서 3000 V 내지 6000 V, 일부 예에서 3000 V 내지 4000 V일 수 있다. 컨베이어는 제 2 전극보다 더 포지티브한 전위에 있을 수 있거나, 제 2 전극보다 덜 포지티브한 전위에 있을 수 있다. 일부 예에서, 컨베이어의 전위는 지표 전위(0 V)에 있을 수 있거나 그 가까이에 예를 들면 50 V 이내에 있을 수 있다.
컨베이어와 제 2 전극 사이의 전기장은 500 V/㎜ 이상, 일부 예에서 1000 V/㎜ 이상, 일부 예에서 1500 V/㎜ 이상, 일부 예에서 2000 V/㎜ 이상, 일부 예에서 2500 V/㎜ 이상, 일부 예에서, 2800 V/㎜ 이상, 일부 예에서 2900 V/㎜ 이상, 일부 예에서 3000 V/㎜ 이상, 일부 예에서 3200 V/㎜ 이상, 일부 예에서 3500 V/㎜ 이상, 일부 예에서 3800 V/㎜ 이상, 일부 예에서 4000 V/㎜ 이상일 수 있다. 컨베이어와 제 2 전극 사이의 전기장은 500 V/㎜ 내지 6000 V/㎜, 일부 예에서 1000 V/㎜ 내지 6000 V/㎜, 일부 예에서 1500 V/㎜ 내지 6000 V/㎜, 일부 예에서 2000 V/㎜ 내지 6000 V/㎜, 일부 예에서 2500 V/㎜ 내지 5000 V/㎜, 일부 예에서 2800 V/㎜ 내지 4700 V/㎜, 일부 예에서 2900 V/㎜ 내지 4600 V/㎜, 일부 예에서 2900 V/㎜ 내지 4500 V/㎜, 일부 예에서 2900 V/㎜ 내지 4200 V/㎜일 수 있다. 본 발명자들은 입자가 높은 전기장을 통과하면 이것이 그 대전을 촉진하는 것을 알아냈으며, 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)에 전하 디렉터가 없을 때에도 입자의 대전을 촉진하는데 있어서 3000 V/㎜ 이상의 전기장이 특히 효과적인 것으로 밝혀졌다.
제 2 전극은 컨베이어에 인접하여 배치될 수 있으며, 제 2 전극과 컨베이어 사이의 간격이 갭을 형성한다. 제 2 전극은 컨베이어의 이동 방향으로, 농축된 물질이 컨베이어로부터 제거되는 지점으로부터 하류, 예를 들어 농축된 물질 제거 수단으로부터 하류의 위치에 배치될 수 있다. 제 2 전극은 컨베이어의 이동 방향으로 제 1 전극으로부터 상류의 위치에 배치될 수 있다. 상기 방법은 액체 캐리어가 컨베이어와 제 2 전극 사이의 갭을 적어도 부분적으로 충전하도록 구성될 수 있으며, 단계 (b)에서의 전위는 액체 캐리어 내의 대전 가능한 입자가 컨베이어에 접착되도록 인가된다.
일부 예에서, 제 2 전극은 컨베이어에 인접하는 롤러를 포함하며, 이 롤러는 컨베이어로부터(예를 들어 제 1 전극 또는 이동 표면으로부터) 제거되었고 제 2 전극과 제 1 컨베이어 사이를 통과해야 하는 액체 캐리어를 위한 저장조 내에 위치한다. 일부 예에서, 제 2 전극은 컨베이어에 인접하여 위치하는 다수의 롤러를 포함하며, 이들 롤러의 각각은 컨베이어로부터(예를 들어 제 1 전극 또는 이동 표면으로부터) 제거되었고 제 2 전극과 제 1 컨베이어 사이를 통과해야 하는 액체 캐리어를 위한 저장조 내에 위치한다. 일부 예에서, 컨베이어는 비금속, 비탄성중합 재료의 표면 피막을 갖는 드럼의 형태이며, 제 2 전극은 비금속 탄성중합 재료의 표면 피막을 갖는 금속 코어를 포함하는 롤러의 형태이다.
농축된 물질의 제거
상기 방법은 예를 들어 제 1 양태의 단계 (d) 또는 제 2 양태의 단계 (c)에서 농축된 물질(일부 예에서 정전 잉크 조성물일 수 있음)을 컨베이어로부터 제거하는 단계, 및 이를 저장 용기에 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제거는 농축된 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)을 컨베이어의 표면으로부터 긁어냄(scraping)으로써 이루어질 수 있다. 긁어냄은 판 또는 블레이드와 같은 고정 부재를 컨베이어의 표면에 근접하여, 일부 예에서 컨베이어의 표면과 접촉하여 배치함으로써 이루어질 수 있다. 판 또는 블레이드는 컨베이어의 전체 폭을 가로질러 연장될 수 있으며, 상기 폭은 통상적으로 컨베이어의 표면의 이동 방향에 수직하다. 고정 부재는 금속 또는 플라스틱을 포함하지만 이것에 한정되지 않는 임의의 적절한 재료를 포함할 수 있다.
저장 용기는 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)을 위한 적절한 용기일 수 있다. 일부 예에서, 농축된 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)은 저장 용기에 전달되며, 이후 용기는 밀봉된다. 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)을 담아두는 밀봉된 저장 용기는 이후 필요에 따라 예를 들어 다른 장소로 운송될 수 있으며, 여기에서 물질은 추가로 사용될 수 있는 바, 예를 들어 물질이 정전 인쇄 잉크인 경우에는 인쇄가 이루어질 수 있다.
일부 예에서, 물질이 정전 인쇄 잉크인 경우에, 상기 방법은, 농축된 잉크를 생성하여 저장 용기에 전달한 후에, 일부 예에서 잉크를 다른 장소로 운송하는 단계, 이후 잉크를 캐리어 매체로 희석시켜 wt%의 고체 함량을 (예를 들어 30 wt% 이상, 일부 예에서 40 wt% 이상의 고체 함량으로부터 10 wt% 이하, 일부 예에서 5 wt% 이하의 고체 함량으로) 감소시키는 단계, 및 이후 잉크를 정전 인쇄 공정에 사용하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
농축된 물질(예를 들어 정전 잉크 조성물)은, 방법의 단계 (c)의 끝에서 및/또는 단계 (d)에서, 30 wt% 이상의 고체, 일부 예에서 35 wt% 이상의 고체, 일부 예에서 40 wt% 이상의 고체를 포함할 수 있다.
정전 인쇄 공정은,
농축된 물질(정전 잉크 조성물의 형태일 수 있음)을 제공하고, 필요할 경우 물질에 전하 디렉터를 추가하거나 및/또는 이를 캐리어 매체로 희석시켜 wt%의 고체 함량을 (예를 들어 30 wt% 이상, 일부 예에서 40 wt% 이상의 고체 함량으로부터 10 wt% 이하, 일부 예에서 5 wt% 이하의 고체 함량으로) 감소시키는 단계;
표면 상에 정전 잠상을 형성하는 단계;
입자의 적어도 일부가 표면에 접착하여 표면 상에 현상된 토너 이미지를 형성하도록 표면을 물질과 접촉시키고, 토너 이미지를 인쇄 기판에 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
정전 잠상이 형성되는 표면은 예를 들어 원통 형태의 회전 부재 상에 있을 수 있다. 정전 잠상이 형성되는 표면은 광촬상판(PIP)의 일부를 형성할 수 있다. 접촉은 정전 잉크 조성물을 고정 전극과 그 위에 정전 잠상이 제공되는 표면을 갖는 부재 또는 그 위에 정전 잠상이 제공되는 표면과 접촉하는 부재일 수 있는 회전 부재 사이에서 통과시키는 단계를 포함할 수 있다. 고정 전극과 회전 부재 사이에 전압이 인가되며, 따라서 입자는 회전 부재의 표면에 접착된다. 이것은 정전 잉크 조성물을 1000 V/㎝ 이상, 일부 예에서 1500 V/㎝ 이상의 전기장 구배를 갖는 전기장에 노출시키는 단계를 포함할 수 있다.
현상된 토너 이미지는 직접 또는 먼저 중간 전달 부재로 전달됨으로써 인쇄 기판에 전달될 수 있다. 중간 전달 부재는, 일부 예에서 예를 들어 80 내지 160℃의 온도로 가열되는 가요성 회전 부재일 수 있다. 인쇄 기판은 임의의 적절한 기판일 수 있다. 기판은 그 위에 이미지가 인쇄되게 할 수 있는 임의의 적절한 기판일 수 있다. 기판은 유기 또는 무기 재료 중에서 선택되는 재료를 포함할 수 있다. 재료는 예를 들어 셀룰로스와 같은 천연 고분자 재료를 포함할 수 있다. 재료는 예를 들어 폴리에틸렌과 폴리프로필렌을 포함하지만 이것에 한정되지 않는 알킬렌 모노머로 형성된 폴리머, 및 스티렌-폴리부타디엔과 같은 공중합체와 같은 합성 고분자 재료를 포함할 수 있다. 폴리프로필렌은 일부 예에서 2축 배향된 폴리프로필렌일 수 있다. 재료는 시트 형태일 수 있는 금속을 포함할 수 있다. 금속은 예를 들어 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 구리(Cu), 그 혼합물 중에서 선택되거나 그로부터 제조될 수 있다. 일부 예에서, 인쇄 기판은 셀룰로스계 페이퍼를 포함한다. 일부 예에서, 셀룰로스계 페이퍼는 예를 들어 스티렌-부타디엔 수지로 형성된 폴리머와 같은 고분자 재료로 코팅된다. 일부 예에서, 셀룰로스계 페이퍼는 (잉크로 인쇄하기 전에) 고분자 재료와 함께 그 표면에 구속되는 무기 재료를 가지며, 상기 무기 재료는 예를 들어 카올리나이트 또는 탄산 칼슘 중에서 선택될 수 있다. 인쇄 기판은 일부 예에서 페이퍼와 같은 셀룰로스계 인쇄 기판이다. 셀룰로스계 인쇄 기판은 일부 예에서, 예를 들어 그 위에 고분자 재료의 코팅을 갖는, 코팅된 셀룰로스계 인쇄 기판이다.
이제 장치 및 방법의 일 예를 설명할 것이다.
도 1은 액체 캐리어 내에 대전 가능한 입자를 포함하는, 예를 들어 정전 인쇄 공정용 잉크와 같은, 물질을 농축하기 위한 장치(100)의 개략도이다. 장치는 제 1 드럼(1) 형태의 대전 가능한 컨베이어, 상기 드럼(1) 아래에 배치되는 제 1 전극(2), 표면(3A)을 갖는 두 개의 제 2 드럼 또는 롤러(3), 제 1 전극(2)으로부터 드럼(1) 주위에 반시계 방향으로 배치되는 제 2 전극(4), 스크레이퍼(5), 및 저장 용기(6)를 포함한다. 도 1은 또한 컨베이어 벨트(7), 준비 탱크(8), 및 리셉터클(19, 25, 30)을 도시한다.
도시된 바와 같이, 전극(2)은 드럼(1) 아래에 배치되는 고정 전극(2)이다. 고정 전극은 드럼의 표면을 따르는 곡면을 가지며, 전극(2)의 곡면과 드럼(1) 사이에는 갭이 존재한다. 갭은 장치의 사용 목적에 따라서 적절한 치수의 것일 수 있다. 일부 예에서, 상기 갭은 약 0.5 ㎜ 내지 2 ㎜이다.
제 1 드럼은 본 명세서에서 기재된 바와 같을 수 있다. 일부 예에서, 이는 예를 들어 알루미늄과 같은 금속의 코어, 및 양극산화 금속의 표면 코팅을 갖는다.
제 2 드럼(3) 각각의 표면은, 예를 들어 정전 인쇄 공정을 위한 잉크와 같은 물질이 없는 경우에는, 제 1 드럼의 표면과 접촉한다. 제 2 드럼(3)의 각각은 금속 재질의 코어, 및 일부 예에서 4급 아민과 같은 저항 제어제가 그 안에 분산되는 예를 들어 폴리우레탄과 같은 탄성중합 재료의 코팅을 갖는다.
도시된 바와 같이, 제 2 전극(4)은, 드럼(1)에 인접하여 배치되고 제 1 전극(2)으로부터 드럼 주위에 반시계방향으로 배치되는 고정 전극이다. 고정 전극(4)은 드럼의 표면을 따르는 곡면을 가지며, 전극(4)의 곡면과 드럼(1) 사이에는 갭이 존재한다. 갭은 장치의 사용 목적에 따라서 적절한 치수의 것일 수 있다. 일부 예에서, 갭은 약 0.5 ㎜ 내지 2 ㎜이다.
에어 나이프(도시되지 않음)가 제 2 드럼(3) 주위에 시계방향으로 및 스크레이퍼(5) 주위에 반시계 방향으로 배치될 수 있다. 에어 나이프는, 공기의 스트림이 드럼의 원통의 반경을 따라서 드럼(1)의 표면 쪽으로 향하도록 배향될 수 있다. 일부 예에서, 대전 가능한 컨베이어 주위에는 다수의 에어 나이프가 배치될 수 있다.
금속 블레이드 형태의 스크레이퍼(5)는 예를 들어 스프링(도시되지 않음)과 같은 가압 수단에 의해 제 1 드럼(1)에 대해 가압된다. 스크레이퍼 아래에는 컨베이어 벨트(7)가 배치된다. 컨베이어 벨트(7)의 일 단부 아래에는 저장 용기(6)가 배치된다.
이제 정전 잉크 조성물의 농축에서의 사용의 일 예를 설명할 것이다. 사용 시에, 정전 인쇄 공정에 사용하기 위한 잉크가 먼저 준비 탱크(8) 내에 준비된다. 준비 탱크에 진입할 때, 전구체 잉크 조성물은 통상 20 내지 25 wt%의 비휘발성 고체 양을 갖는다. 전구체 잉크 조성물이 특정 첨가물의 추가 단계 및 농축용 잉크 조성물을 형성하기 위해 잉크 조성물을 약 5 wt%의 비휘발성 고체의 양으로 추가 희석하는 단계를 포함하는 준비의 최종 스테이지를 겪고 난 후에, 이는 파이프 또는 기타 유사한 중공 부재일 수 있는 도관(9)을 거쳐서 제 1 전극(2)에 공급될 수 있다. 준비 탱크(8)로부터 전극(2)으로의 잉크 조성물 전달을 보조하기 위해 펌프(10)가 사용된다. 전극(2)에는 전위(V1)가 인가되고, 시계 방향으로 전극(2)에 가장 가깝게 위치하는 드럼(3)에는 전위(V2)가 인가되며, 시계 방향으로 전극(2)으로부터 멀리 위치하는 드럼(3)에는 전위(V3)가 인가되고, 드럼(1)에는 전위(V4)가 인가된다. 드럼(3) 양자는 반시계 방향으로 회전하는 반면에 드럼(1)은 시계 방향으로 회전한다. 잉크 조성물은 도관(9)의 단부에 의해 도시되는 위치에서 전극(2)에 공급되며, 회전 드럼의 방향과 반대되는 방향으로 전극(2)과 회전 드럼(1) 사이에 주입된다. 이것은 전극(2)과 드럼(1) 사이 갭의 전부는 아니지만 대부분이 정전 잉크 조성물로 충전되도록 보장하는 것으로 밝혀졌다. 제 1 전극(2)과 드럼(1) 사이의 갭에서, 대전 가능한 입자는 드럼을 향해서 이동하여 드럼에 접착되도록 배치된다. 액체 캐리어의 일부는 입자들과 함께 드럼에 접착될 것이지만, 일부는 전극(2)의 반시계방향 측에서 갭으로부터 유출될 것이며 일부는 전극(2)의 시계방향 측에서 갭으로부터 유출될 것이다. 전극(2)의 반시계방향 측에서 갭으로부터 유출되는 액체 캐리어는 수집 트레이(10a)의 우측에 수집된다. 전극(2)의 시계방향 측에서 갭으로부터 유출되는 액체 캐리어는 수집 트레이(10a)의 좌측에 수집된다. 수집 트레이(10a)의 우측과 좌측은 상호 분리된다. 제 1 전극(2)의 우측에서 갭으로부터 빠져나오는, 즉 드럼(1)의 회전에 대항하여 전극의 길이를 이동한 액체 캐리어는, 제 1 전극(2)의 좌측에서 갭으로부터 빠져나오는 액체 캐리어보다 낮은 고체 함량을 갖는 것으로 밝혀졌다. 수집 트레이(10a)의 좌측으로부터의 액체 캐리어는 도관(13)을 거쳐서 준비 탱크(8)로 복귀 이동된다. 수집 트레이(10a)의 우측으로부터의 액체 캐리어는 도관(15, 17)을 거쳐서 리셉터클(19)에 공급된다. 일부 예에서, 다중-방향(예를 들면, 3방) 밸브(16)는 도관(15)으로부터 나오는 액체 캐리어의 유동을 도관(17) 대신에 도관(18)을 따라서 분기시킬 수 있으며, 따라서 액체 캐리어를 준비 탱크(8)로 복귀 이동시키고; 이것은 후술하듯이 도관(15) 내의 액체 캐리어의 고체 함량이 임계치를 초과할 경우 바람직할 수 있다. 일부 예에서, 전극(2) 및 드럼(3)에서 농축 공정에 의해 수집되는 액체 캐리어는 특정 임계치 미만의 고체 함량을 가질 경우 제 2 전극(4)에서의 추가 세정을 위해 리셉터클(19)로 운송될 수 있다.
전술했듯이, 전극(2)과 드럼 사이의 갭 내의 잉크 조성물이 드럼과 접촉할 때, 전위(V1, V4)는 잉크 조성물 내의 입자가 이들 입자가 그 안에 분산되어 있는 액체 캐리어의 일부와 함께 드럼(1)의 표면 쪽으로 이동하여 표면에 접착되어 제 1 드럼(1)의 표면 상에 잉크 층을 형성하도록 구성된다. 제 1 드럼(1)은 드럼(1) 상의 잉크가 제 2 드럼(3) 쪽으로 이동하도록 시계 방향으로 회전한다. 제 2 드럼(3)은 제 2 드럼(3)의 표면이 그 접촉 지점에서 제 1 드럼(1)의 표면과 동일한 속도로 이동하도록 회전한다. 제 1 드럼(1) 및 제 2 드럼(3)에는, 입자들이 제 1 드럼(1)을 향해서 및 제 2 드럼(3)으로부터 멀리 견인되도록 전위(V2)가 인가된다. 제 2 드럼(3)은 제 1 드럼의 표면 상의 잉크와 접촉하며, 고체의 전부는 아니지만 다수가 나머지 액체 캐리어와 함께 제 1 드럼(1)의 표면에 접착 유지되는 동안 잉크로부터 액체 캐리어의 일부를 제거하도록 작용한다. 이는 제 1 드럼의 표면 상에 농축된 잉크를 생성한다. 드럼(3)과의 접촉 중에 드럼(1) 상의 조성물로부터 분리되는 과잉 액체 캐리어는 수집기(11, 12) 내로 떨어진다.
전극(2)에 가장 가까운 드럼(3)을 지나서 이동한 후에, 컨베이어 상의 잉크는 추가 제 2 드럼(3)을 향해서 이동하고 이를 통과한다. 입자들이 제 1 드럼(1)의 표면을 향해서 및 추가 제 2 드럼(3)으로부터 멀리 견인되도록 이 추가 제 2 드럼(3)과 제 1 드럼(1) 사이에 다시 전위(V3)가 인가된다. 잉크 내의 액체 캐리어가 더 많이 제거되어 제 1 드럼의 표면 상의 잉크를 더 농축시킨다.
수집기(12)는 전극(2)에 가장 가깝게 위치하는 드럼(3) 아래에 위치한다. 액체 캐리어는 수집기(12)로부터 도관(13)을 거쳐서 준비 탱크(8)로 복귀 운송된다. 수집기(11)는 전극(2)으로부터 멀리 위치하는 드럼(3) 아래에 위치한다. 액체 캐리어는 수집기(11)로부터 도관(14)을 거쳐서 리셉터클(19)로 운송된다. 수집기(12) 내에 수집되는 액체 캐리어는, 일부 예에서, 수집기(11) 내에 수집되는 액체 캐리어보다 높은 고체 함량을 갖는 것으로 밝혀졌다. 일부 예에서, 수집기(11) 내에 수집되는 액체 캐리어는 임계치보다 낮은 고체 함량을 가지며, 이는 제 2 전극(4)에서의 추가 세정을 위해 리셉터클(19)로 운송될 수 있다.
전극(2)에서 가장 먼 드럼(3)을 지나서 이동한 후에, 컨베이어(1) 상의 잉크는 에어 나이프에 의해 생성되는 공기 스트림을 통과할 수 있으며, 이는 액체 캐리어를 더 많이 증발시켜, 다시 제 1 드럼(1)의 표면 상의 잉크를 더 농축시키도록 작용할 수 있다.
드럼(1)이 추가 회전하면, 농축된 잉크는 이후 블레이드(5)에 도달하며, 블레이드는 스프링과 같은 수단에 의해 제 1 드럼(1)의 표면에 대해 가압된다.
블레이드는 제 1 드럼(1)의 표면으로부터 농축된 잉크를 긁어내도록 작용한다. 블레이드는 농축된 잉크가 이후 잉크를 그 우측 단부 아래에 위치하는 저장 용기(6)로 운송하기 위해 시계방향으로 회전하는 컨베이어 벨트(7)를 향해서 하향 슬라이딩하도록 배향된다. 저장 용기(6)는 예를 들어 잉크 조성물을 운송하기 위한 카트리지일 수 있다. 이는 예를 들어 정전 인쇄용 장치를 갖는 장소와 같은 다른 장소로 운송될 수 있으며, 이후 이 정전 인쇄를 위해 사용될 수 있다. 이는 필요할 경우 액체 캐리어를 추가함으로써 희석될 수 있으며, 이후 정전 인쇄 공정에 사용될 수 있다.
전극(2) 및 드럼(3)(수집기(11)를 거쳐서)에서의 농축 공정으로부터 제거된 과잉 액체의 세정 유닛(101)에서의 세정을 이제 설명할 것이다. 리셉터클(19)에 운송된 액체 캐리어는 통상적으로 준비 탱크(8) 내의 고체 함량보다 낮은 고체 함량을 가질 것이다. 일부 예에서, 임계치 고체 함량은, 고체 함량이 이 임계치 또는 그 이하일 경우 액체 캐리어가 리셉터클(19)로 운송되지만 그렇지 않으면 준비 탱크(8)로 재순환되고 이후 제 1 전극(2)으로 재순환 복귀될 수 있도록 설정될 수 있다. 임계치는 일부 예에서 대략 1 wt% 이하, 일부 예에서 대략 0.5 wt% 이하, 일부 예에서 대략 0.2 wt% 이하일 수 있다. 리셉터클(19) 내에 수집되는 액체 캐리어는 펌프(10)에 의해 보조되는 도관(20)을 거쳐서 제 2 전극(4)으로 운송된다. 액체 캐리어는 도관(20)의 단부에 의해 도시되는 위치에서 제 2 전극(4)과 드럼(1) 사이의 갭 내에 공급된다. 액체 캐리어는 드럼(1)의 회전 방향과 반대되는 방향으로 갭 내에 공급된다. 제 2 전극(4)에는 전위(V5)가 인가되며, 따라서 액체 캐리어 내의 대전 가능한 입자는 드럼(1)을 향해 이동하여 드럼에 접착되도록 배치된다. 액체 캐리어는 전극(4)의 최상위 부분에서 (드럼의 회전에 대항하여) 전극(4)의 길이를 이동한 후에 또는 전극(4)의 최하위 부분에서 갭 내에 삽입된 위치 근처에서 전극(4)과 드럼(1) 사이의 갭을 빠져나간다. 전극의 최하위 부분에서 갭을 빠져나가는 액체 캐리어는 수집기(21) 내에 수집되고 도관(22)을 거쳐서 리셉터클(21)에 복귀 공급된다. 일부 예에서, 제 2 전극으로부터 주위에 추가 드럼(3')이 시계방향으로 배치되며, 이 드럼은 제 2 전극을 지난 후에 컨베이어의 표면 상에 존재할 수 있는 임의의 잉크/액체 캐리어를 추가로 세정하도록 작용한다. 드럼(3')은 두 개의 드럼(3)과 동일하거나 유사한 구조를 가질 수 있다. 전극의 최상위 부분에서 갭을 빠져나가는 액체 캐리어는 수집기(23) 내에 수집되고 도관(24)을 거쳐서 리셉터클(25)에 공급된다. 전극(4)의 최상위 부분에서 갭을 빠져나간 후에 고체 함량은 일부 예에서 예를 들어 50 ppm 고체 정도로 매우 낮은 것으로 밝혀졌다. 일부 예에서, 리셉터클(25) 내의 고체 함량이 필요에 따라 낮지 않으면, 액체 캐리어는 추가 세정을 위해 도관(26)을 거쳐서 리셉터클(19)에 공급될 수 있다. 일부 예에서, 리셉터클(25) 내의 고체 함량이 소정 임계치 또는 그 이하이면, 액체 캐리어는 필요에 따라 사용하기 위한 도관(27), 밸브(28)(플로트 밸브일 수 있음), 및 스크리닝 유닛/필터(29)를 거쳐서 운송용 드럼의 형태일 수 있는 리셉터클(30)에 공급될 수 있다.
일부 예에서, 준비 탱크(8), 및/또는 리셉터클(19, 25)의 임의의 것 상에 또는 그 안에 장치(31)가 제공되며, 이 장치는 준비 탱크(8) 및/또는 리셉터클(19/25) 내의 물질/액체 캐리어의 고체 함량, 탱크(8) 및/또는 리셉터클(19/25) 내의 물질/액체 캐리어의 온도, 압력 및/또는 레벨을 포함하지만 이것에 한정되지 않는, 준비 탱크(8) 및/또는 리셉터클(19/25) 내의 특정 양태를 모니터링할 수 있다.
방법 및 장치가 특정 예를 참조하여 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 취지를 벗어남이 없이 다양한 수정, 변경, 생략 및 치환이 이루어질 수 있음을 알 것이다. 따라서 방법 및 장치는 하기 청구범위의 범위에 의해 제한되도록 의도된다. 임의의 종속항의 특징은 임의의 독립항 또는 기타 종속항의 특징과 조합될 수 있다.

Claims (15)

  1. 물질을 농축하기 위한 방법에 있어서,
    (a) 대전 가능한 입자를 포함하는 물질을 액체 캐리어 내에 제공하는 단계;
    (b) 상기 물질을 컨베이어와 제 1 전극 사이에서 통과시키는 단계로서, 상기 물질이 컨베이어에 접착되도록 컨베이어와 제 1 전극 사이에 전위가 인가되고, 컨베이어 상의 물질로부터 일부 액체 캐리어가 제거될 수 있는 단계;
    (c) 컨베이어 상의 물질을 이동 표면을 지나서 이동시키는 단계로서, 상기 물질은 이동 표면과 접촉하고 컨베이어와 이동 표면 사이에 전위가 인가되며, 따라서 대전 가능한 입자는 컨베이어를 향해서 이동하도록 배치되고, 액체 캐리어의 일부는 컨베이어 상의 액체 캐리어 내의 대전 가능한 입자의 농도를 증가시켜 컨베이어 상에 농축된 물질을 형성하기 위해 제거되며, 컨베이어와 이동 표면은 이후 서로로부터 발산되는 단계;
    (d) 컨베이어로부터 농축 물질의 적어도 일부를 제거하는 단계를 포함하며,
    (e) 단계 (b) 또는 단계 (c)에서 컨베이어로부터 제거되는 액체 캐리어의 적어도 일부가 제 2 전극과 컨베이어 사이를 통과하고, 대전 가능한 입자가 컨베이어를 향해서 이동하기 위해 배치되도록 컨베이어와 제 2 전극 사이에 전위가 인가되며, 일부 액체 캐리어는 제거되는 것을 특징으로 하는
    물질 농축 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 컨베이어에 대해 고정적이고, 단계 (e)에서 액체 캐리어가 통과하는 갭에 의해 분리되며, 상기 갭의 구역의 적어도 일부에서는 컨베이어의 최근접 표면의 형상에 대응하는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는
    물질 농축 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전극과 컨베이어 사이에 갭이 제공되며, 단계 (e)에서의 액체 캐리어는 컨베이어의 이동 방향에 실질적으로 반대되는 방향으로 제 2 전극을 지나서 갭 내에 공급되는 것을 특징으로 하는
    물질 농축 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    액체 캐리어는 컨베이어의 이동 방향에 반대되는 방향으로 제 2 전극을 지나서 전극의 길이를 이동한 후에 수집되는 것을 특징으로 하는
    물질 농축 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    컨베이어와 제 2 전극 사이에 인가되는 전위차는 500 V 내지 6000 V인 것을 특징으로 하는
    물질 농축 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    제 2 전극과 컨베이어 사이의 최단 거리는 0.5 내지 2 ㎜인 것을 특징으로 하는
    물질 농축 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 물질은 액체 캐리어 내에 대전 가능한 입자를 포함하는 정전 잉크 조성물인 것을 특징으로 하는
    물질 농축 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    단계 (b) 또는 단계 (c)에서 컨베이어로부터 제거된 액체 캐리어는 고체 함량이 임계치 또는 그 이하인 경우에 제 2 전극과 컨베이어 사이를 통과하는 것을 특징으로 하는
    물질 농축 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    컨베이어의 외표면 또는 그 근처에는 다수의 이동 표면이 연속하여 제공되며, 각각의 이동 표면은 회전 가능한 드럼 형태의 이동체의 부분을 형성하고, 제 1 전극에 가장 가까운 드럼에서 제거된 액체 캐리어는 제 1 전극으로 재순환되며, 다른 드럼 또는 드럼들에서 제거된 액체 캐리어의 적어도 일부는 단계 (e)에서 제 2 전극과 컨베이어 사이를 통과하는 것을 특징으로 하는
    물질 농축 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    다수의 드럼의 각각은 탄성중합 재료를 포함하는 외표면 층을 갖는 금속 코어를 갖는 것을 특징으로 하는
    물질 농축 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨베이어는 비금속, 탄성중합 또는 비탄성중합 재료의 표면 피막을 갖는 금속 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는
    물질 농축 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨베이어는 타입 Ⅲ 양극산화 표면 피막을 갖는 알루미늄 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는
    물질 농축 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 대전 가능한 입자는 아크릴산 또는 메타크릴산의 에틸렌계 불포화산과 에틸렌 또는 프로필렌의 공중합체인 폴리머를 갖는 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는
    물질 농축 방법.
  14. 물질을 농축하기 위한 장치에 있어서,
    상기 장치는 컨베이어, 제 1 전극, 이동 표면, 농축 물질 제거 수단, 및 제 2 전극을 포함하고,
    상기 장치는,
    (a) 물질을 컨베이어와 제 1 전극 사이에서 통과시키는 단계로서, 상기 물질은 액체 캐리어 내에 대전 가능한 입자를 포함하며, 상기 물질이 컨베이어에 접착되도록 컨베이어와 제 1 전극 사이에 전위가 인가되고, 컨베이어 상의 물질로부터 일부 액체 캐리어가 제거될 수 있는 단계;
    (b) 컨베이어 상의 물질을 이동 표면을 지나서 이동시키는 단계로서, 상기 물질은 이동 표면과 접촉하고 컨베이어와 이동 표면 사이에 전위가 인가되며, 따라서 대전 가능한 입자는 컨베이어를 향해서 이동하도록 배치되고, 컨베이어 상의 액체 캐리어 내의 대전 가능한 입자의 농도를 증가시켜 컨베이어 상에 농축 물질을 형성하기 위해 액체 캐리어의 일부가 제거되며, 컨베이어와 이동 표면은 이후 서로로부터 발산되고, 따라서 농축 물질의 적어도 일부는 컨베이어 상에 남아있는 단계;
    (c) 농축 물질 제거 수단에 의해 컨베이어로부터 농축 물질의 적어도 일부를 제거하는 단계;
    (d) 단계 (a) 또는 단계 (b)에서 컨베이어로부터 제거되는 액체 캐리어의 적어도 일부가 제 2 전극과 컨베이어 사이를 통과하고, 대전 가능한 입자가 컨베이어를 향해서 이동하기 위해 배치되도록 컨베이어와 제 2 전극 사이에 전위가 인가되며, 일부 액체 캐리어는 제거되는 단계를
    포함하는 방법을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    물질 농축 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 전극과 컨베이어 사이에 갭이 제공되며,
    상기 장치는 단계 (d)에서의 액체 캐리어를 컨베이어의 이동 방향에 실질적으로 반대되는 방향으로 제 2 전극을 지나서 갭 내에 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는
    물질 농축 장치.
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