KR20150113841A - 수성 잉크젯 블랭킷 - Google Patents

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Abstract

수성 잉크젯 프린터용 전달부재 또는 블랭킷이 개시된다. 전달부재는 부직 고분자 섬유 매트릭스 및 부직 고분자 섬유 매트릭스에 분산되는 고분자를 포함한다. 고분자 섬유 매트릭스는 제1 표면에너지를 가지고 고분자는 제2 표면에너지를 가진다. 제1 표면에너지 및 제2 표면에너지의 차이는 약 30 mJ/m2 내지 약 5 mJ/m2이다.

Description

수성 잉크젯 블랭킷{AQUEOUS INK JET BLANKET}
포괄적으로 본원은 잉크젯 전이고착 (transfix) ,장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본원에는 잉크젯 프린터에서 수성 라텍스 잉크의 습윤성 및 박리성을 개선시키는 조성물이 개시된다.
액상 또는 용융 고체 잉크가 잉크 방출 포트 예컨대 노즐, 슬릿 및 다공막을 통하여 방출되는 잉크젯 시스템은 예컨대 소형 및 저가 특성으로 인하여 많은 프린터에서 사용된다. 또한, 잉크젯 프린터는 용지 기재들뿐 아니라, 다양한 다른 기재들 예컨대 직물, 고무 및 기타 등을 인쇄할 수 있다.
인쇄 과정에서, 다양한 중간 매체 (예를들면, 전달 벨트, 중간 블랭킷 또는 드럼)가 사용되어 형성된 이미지를 최종 기재로 전달한다. 중간 전이고착 과정에서, 수성 라텍스 잉크는 전달 부재 또는 중간 블랭킷으로 잉크 분사되고 여기에서 잉크막은 열 또는 기류 또는 양자에 의해 건조된다. 이어 건조된 이미지는 최종 용지 기재로 전이 고착된다. 이러한 과정이 적절하게 작동되기 위하여는, 전달 부재 또는 블랭킷은 두 가지 상충되는 요건들을 만족하여야 한다 - 제1 요건으로 잉크는 전달 부재에 잘 확산되어야 하는 것이고 제2 요건은, 건조 후, 잉크가 블랭킷으로부터 박리되어야 하는 것이다. 수성 잉크는 다량의 물을 포함하므로, 이러한 잉크 조성물은 고에너지 (즉, 40 mJ/m2 이상)의 친수성 기재들을 아주 잘 적시고 확산된다. 그러나, 이러한 기재들과의 높은 친화성으로 인하여, 수성 잉크는 이들 기재들로부터 잘 떨어지지 않는다. 낮은 표면에너지 (즉, 약 20 mJ/m2 이하)를 가지는 실리콘 고무는 박리 문제를 회피할 수 있다. 그러나, 실리콘 고무의 주요 단점은 물과의 낮은 친화성으로 인하여 잉크는 이들 기재들을 잘 적시지 못하고 확산되지 않는다는 것이다. 따라서, 전이고착 프로세스를 위한 이상적인 전달 부재는 양호한 품질의 이미지를 형성하기 위한 최적 확산성 및 이미지를 용지로 전이 고착시키기 위한 최적 박리성 모두를 가지는 것이다. 예컨대 잉크의 표면장력을 줄이기 위하여 계면활성제를 잉크에 첨가하는 일부 해결책이 제안되었지만, 이러한 해결책은 또 다른 문제점들을 보인다. 예를들면, 계면활성제로 인하여 잉크 확산을 제어할 수 없고 이로 인하여 단일 픽셀 라인들의 모서리가 바람직하지 않게 파형을 초래할 수 있다. 또한, 수성 프린트헤드는 양호한 분사성을 충족시키기 위하여 소정의 최소 표면장력 요건들을 가진다 (즉, 20 mN/m 이상).
따라서, 전이고착 프로세스에서 직면하는 상기 문제점들을 해결하기 위하여 수성 잉크에 대한 바람직한 확산성 및 박리성을 제공할 수 있는 방법이 요망된다.
본원에서 수성 잉크젯 프린터용 전달 부재가 개시된다. 전달부재는 부직 고분자 섬유 매트릭스 및 부직 고분자 섬유 매트릭스에 분산되는 고분자를 포함한다. 고분자 섬유 매트릭스는 제1 표면에너지를 가지고 고분자는 제2 표면에너지를 가진다. 제1 표면에너지 및 제2 표면에너지의 차이는 약 30 mJ/m2 내지 약 5 mJ/m2이다.
전달 부재를 포함하는 잉크젯 프린터가 제공된다. 전달부재는 부직 고분자 섬유 매트릭스에 분산되는 고분자를 포함한다. 고분자 섬유 매트릭스는 제1 표면에너지를 가지고 고분자는 제2 표면에너지를 가진다. 제1 표면에너지 및 제2 표면에너지의 차이는 약 30 mJ/m2 내지 약 5 mJ/m2이다. 잉크젯 프린터는 수성 잉크 액적들을 전달 부재 표면에 토출하여 잉크 이미지를 형성하기 위하여 전달 부재에 인접한 프린트헤드를 포함한다. 잉크젯 프린터는 전달 부재에 인접하고 프린트헤드 하류에 위치하는 전이고착 스테이션을 포함한다. 전이고착 스테이션은 전달 부재와 함께 전이고착 스테이션에서 전이고착 닙을 형성한다. 잉크젯 프린터는 기록 매체를 잉크 이미지가 전달되고 기록 매체에 기록되는 전이고착 닙으로 이송하기 위한 이송 기구를 포함한다.
본원에서 수성 잉크젯 프린터용 전달 부재가 개시된다. 전달부재는 부직 고분자 섬유 매트릭스; 부직 고분자 섬유 매트릭스에 분산되는 고분자, 및 부직 고분자 매트릭스의 섬유를 따라 균등 분포되는 전도성 입자들을 포함한다. 고분자 섬유 매트릭스는 제1 표면에너지를 가지고 고분자는 제2 표면에너지를 가진다. 제1 표면에너지 및 제2 표면에너지의 차이는 약 30 mJ/m2 내지 약 5 mJ/m2이다.
본 명세서에 통합되고 일부를 구성하고 상세한 설명과 함께 본 교시의 여러 실시태양들을 보이는 첨부 도면들은 본 발명의 원리를 설명하는데 조력한다.
도 1은 수성 잉크 이미지 프린터의 개략도이다.
도 2는 도 2는 본원에 개시된 수성 잉크젯 블랭킷 표면을 도시한 것이다.
엄격한 구조적 정확도, 상세 사항들 및 척도를 유지하기 보다는 실시태양들에 대한 이해가 용이하도록 도면 일부는 단순하게 도시된다는 것을 이해하여야 한다.
이하 본 교시의 실시태양들을 상세하게 참조할 것이고, 이들의 실시예들은 첨부 도면에 도시된다. 가능하다면, 동일한 도면부호들은 도면들 전체에 걸쳐 동일하거나 유사한 부분을 표기하도록 사용된다.
하기 설명에서, 이의 일부를 구성하는 본 발명이 구현되는 특정 예시적 실시태양들이 도시된 첨부 도면들을 참조할 것이다. 이러한 실시태양들은 당업자들이 본 교시를 구현하도록 충분히 상세하게 설명되며 다른 실시태양들이 적용될 수 있고 본 교시의 범위를 일탈하지 않고 변형될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 하기 설명은 따라서 단지 예시적인 것이다.
하나 이상의 구현예, 변형 및/또는 변경이 첨부된 청구범위 및 사상을 벗어남이 없이 가능하다. 또한 특정한 특징부가 여러 구현예들 중 단지 하나에 대하여 개시되지만, 이러한 특징부는 다른 구현예들의 하나 이상의 다른 특징부들과 임의의 주어지거나 특정한 기능에 대하여 필요하고 유리하다면 조합될 수 있다. 또한, 용어들 "포함하는", "포함하고", "가지는", "가지고", "와 함께" 또는 이의 변형체는 상세한 설명 및 청구범위에서 사용될 때, 이러한 용어는 "구성되는"이라는 용어와 유사한 방식으로 개방적인 의미로 사용된다. 용어 "적어도 하나"란 하나 이상의 나열된 사항들이 선택될 수 있다는 것을 의미한다.
실시태양들의 광범위한 범위를 제시하는 수치 범위들 및 변수들은 근사치임에도 불구하고, 특정 실시예들에서 수치들은 가능한 정확하게 기록된다. 그러나 임의의 수치는 본질적으로 측정에서 발생되는 표준편차로 인하여 필연적으로 소정의 오차를 가진다. 또한 모든 개시된 범위들은 임의의 및 모든 부-범위들을 포괄하는 것으로 이해되어야 한다. 최소값 0 내지 최대값 10을 포함한 이들 사이 임의의 및 모든 부-범위들, 즉 최소값 0 이상 및 최대값 10 이하를 가지는 임의의 및 모든 부-범위들, 예를들면, 1 내지 5를 포함한다. 소정의 경우들에서, 변수들에 대하여 언급된 수치들은 음의 값들을 취한다. 이러한 경우, “10 이하”로 언급된 범위의 예시적 값은 음의 값, 예를들면 - 1, -2, -3, -10, -20, -30, 등을 예정한다.
본원에서 사용되는 용어 “프린트헤드”는 잉크 방울들을 이미지 수용 표면에 분사하기 위하여 잉크젯 분사기와 함께 구성되는 프린터의 구성요소를 의미한다. 전형적인 프린트헤드는 잉크젯 분사기의 구동기를 작동시키는 발사 신호에 따라 하나 이상의 잉크 칼러 잉크 방울들을 이미지 수용 표면에 분사하는 다수의 잉크젯 분사기를 포함한다. 잉크젯들은 하나 이상의 가로 및 세로로 배열된다. 일부 실시태양들에서, 잉크젯들은 프린트헤드 면에 걸쳐 엇갈린 대각 열로 배열될 수 있다. 다양한 프린터 실시태양들은 이미지 수용 표면에 잉크 이미지를 형성하는 하나 이상의 프린트헤드를 포함한다. 일부 프린터 실시태양들은 프린트 구역에 배열되는 다수의 프린트헤드를 포함한다. 이미지 수용 표면, 예컨대 잉크 이미지를 운반하는 프린트 매체 또는 중간 부재 표면은, 프린트 구역을 통과하여 처리 방향으로 프린트헤드를 지나 이동된다. 프린트헤드의 잉크젯은 잉크 방울들을 이미지 수용 표면에 걸쳐 처리 방향에 수직한 교차-처리 방향으로 가로 (row)로 분사한다.
직접 프린터에서는, 프린트헤드는 잉크 방울들을 직접 프린트 매체, 예를들면 용지 시트 또는 연속 매체 웨브에 분사한다. 잉크 방울들이 프린트 매체에 인쇄된 후, 프린터는 프린트 매체를 닙에 통과시키고, 닙은 두 개의 롤러들에 의해 형성되어 압력 및 선택적으로 열을 잉크 방울들 및 프린트 매체에 가한다. 전형적으로 “확산 롤러”라고 칭하는 하나의 롤러는 프린트 매체의 인쇄 면과 접촉한다. 전형적으로 “가압 롤러”로 칭하는 두 번째 롤러는 확산 롤러에 대하여 매체를 압착하여 잉크 방울들을 확산시키고 잉크를 프린트 매체에 고착시킨다.
도 1은 고속 수성 잉크 이미지 생성기 또는 프린터 (10)를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 프린터 (10)는 간접 프린터이고, 잉크 이미지가 전달부재 (12) (블랭킷 또는 수용 부재 또는 이미지 부재라고도 칭함) 표면에 형성되고 이후 전달부재 (12)로 형성된 닙 (18)을 통과하는 매체에 잉크 이미지가 전달된다. 프린터 (10)는 직간접적으로 이하 상세히 설명되는 작동 서브시스템 및 구성요소를 지지하는 프레임 (11)을 포함한다. 프린터 (10)는 드럼 형태로 도시되지만, 지지된 무한 벨트로도 구성될 수 있는 전달부재 (12)를 포함한다. 전달부재 (12)는 외면 (21)을 가진다. 외면 (21)이 방향 (16)으로 이동되고 여기에 잉크 이미지가 형성된다. 방향 (17)으로 회전되는 전이고착 롤러 (19)는 전달부재 (12)의 표면 (21)에 대하여 인가되어 전이고착 닙 (18)을 형성하고, 여기에서 표면 (21)에 형성된 잉크 이미지는 매체 시트 (49)로 전이 고착된다.
전달부재 (12) 또는 블랭킷은 닙 (18)에서 전달부재 (12)의 표면 (21)으로부터 매체 시트 (49)로의 잉크 이미지 전달이 용이하도록 상대적으로 낮은 표면 에너지를 가지는 재료로 형성된다. 이러한 재료는 하기에서 더욱 상세하게 기술된다. 표면 유지관리 유닛 (SMU, 92)은 잉크 이미지가 매체 시트 (49)로 전달된 후 블랭킷 (21) 표면에 남은 잔류 잉크를 제거한다.
SMU (92)는 코팅 인가장치를 포함하고, 이는 고정량의 코팅 재료를 담고 있는 저장통과 유연성 또는 다공성이며 코팅 재료와 접촉되도록 저장통에 회전 가능하게 장착되는 공급 탄성 롤러로 구성된다. 공급 롤러는 아닐록스와 같은 소재로 제조되는 탄성 롤러일 수 있다. 코팅 재료는 블랭킷 (21) 표면에 도포되어 블랭킷 표면에 박층을 형성한다. SMU (92)는 더욱 상세하기 하기되는 제어기 (80)에 작동적으로 연결되고, 제어기는 공급 롤러, 계량 블레이드 및 세척 블레이드를 동작시켜 선택적으로 블랭킷 표면에 코팅 재료를 적층 및 분포 및 블랭킷 또는 전달부재 (12)의 표면 (21)으로부터 미-전달된 잉크 픽셀을 제거한다.
일반적인 설명을 계속하면, 프린터 (10)는 부재 (12)가 센서를 지나 회전할 때 이미지-온- 드럼 (“IOD”) 센서이라고도 알려진, 전달부재 (12)의 표면 (21) 및 표면 (21)에 도포된 코팅재로부터 반사되는 빛을 감지하도록 구성되는 광학 센서 (94A)을 포함한다. 광학 센서 (94A)는 전달부재 (12)의 표면 (21)을 가로질러 교차-처리 방향으로 배열된 선형 개별 광학 검출기 배열을 포함한다. 광학 센서 (94A)는 표면 (21)에서 반사되는 광에 해당되는 디지털 이미지 데이터를 발생시킨다. 전달부재 (12)가 방향 (16)으로 광학 센서 (94A)를 지날 때 광학 센서 (94A)는 “스캔라인”이라고도 칭하는 일련의 이미지 데이터 열을 생성한다. 일 실시태양에서, 광학 센서 (94A)에 있는 각각의 광학 검출기는 적색, 녹색 및 청색 (RGB) 반사광 칼러에 상응하는 빛의 주파수를 감지하는 3종의 감지 요소들을 더욱 포함한다. 또는 광학 센서 (94A)는 적색, 녹색 및 청색 광을 비추는 조명원을 더욱 포함한다. 광학 센서 (94A)는 보색광을 이미지 수용 표면에 조명하여 각각의 광 검출기에서 RGB 요소들을 사용하여 상이한 잉크 칼러를 검출할 수 있다. 광학 센서 (94A)에 의해 생성된 이미지 데이터는 프린터 (10)의 제어기 (80) 또는 다른 처리기에 의해 분석되어 표면 (21)의 잉크 이미지 및 습윤 개선 코팅제 (이하 더욱 설명)의 두께 및 유효 면적을 식별한다. 두께 및 유효면적은 블랭킷 표면 또는 코팅제로부터의 분광 또는 난반사로부터 식별된다. 다른 광학 센서, 예컨대 94B, 94C, 및 94D는 유사하게 구성되고 표면 (21) 주위의 다른 위치에 배치되어 인쇄 과정에서 다른 인자들, 예컨대 이미지 건조 전 누락 또는 미작동 잉크젯 및 잉크 이미지 형성 (94B), 이미지 전달을 위한 잉크 이미지 처리 (94C), 및 잉크 이미지 전달 효율 (94D)을 식별하고 평가한다. 달리, 일부 실시태양들은 매체 (94E)에서 이미지 품질을 평가하기 위하여 사용될 수 있는 추가 데이터를 생성하는 광학 센서를 포함한다.
프린터 (10)는 프린트헤드 모듈 (34A - 34D)에 의해 형성된 프린트 구역으로 표면 (21)이 진입하기 바로 전 위치에서 전달부재 (12)의 표면 (21)에 인접하게 배치되는 표면 에너지 인가장치 (120)을 더욱 포함한다. 표면 에너지 인가장치 (120)는 예를들면, 코로나 방출 유닛, 산소 플라즈마 유닛 또는 전자빔 유닛일 수 있다. 표면 에너지 인가장치 (120)는 인가장치 (120) 및 표면 (21) 사이에 전기장을 방출하도록 구성되어 두 구조체들 사이 공기를 충분히 이온화시키고 음전하 입자들, 양전하 입자들, 또는 양전하 및 양전하 입자들의 조합을 표면 (21) 또는 전달부재에 인가할 수 있다. 전기장 및 하전 입자들은 블랭킷 표면 에너지를 높이고 이하 더욱 설명될 것이다. 표면 (21) 또는 전달부재 (12)의 표면 에너지가 증가되면 모듈 (34A - 34D)의 프린트헤드에 의해 이후 분사되는 잉크 방울들은 표면 (21) 또는 전달부재 (12)에 부착되고 합체된다.
프린터 (10)는 기류 관리 시스템 (100)을 포함하여, 프린트 구역을 통과하도록 공기 흐름을 발생시키고 조절한다. 기류 관리 시스템 (100)은 프린트헤드 공기 제공구 (104) 및 프린트헤드 공기 회수구 (108)를 포함한다. 프린트헤드 공기 제공구 (104) 및 회수구 (108)는 프린터 (10)의 제어기 (80) 또는 일부 다른 처리기와 작동적으로 연결되어 제어기는 프린트 구역을 통과하는 공기를 관리할 수 있다. 이러한 기류 관리로 인하여 잉크 중 증발된 용매 및 물이 프린트헤드에 응집되지 않고 프린트 구역에서 열을 감소시켜 잉크젯을 막아버릴 수 있는 잉크젯에서의 잉크 건조 가능성을 낮춘다. 또한 기류 관리 시스템 (100) 센서를 포함하여 프린트 구역의 습도 및 온도를 검출하여 공기 제공구 (104) 및 회수구 (108)의 더욱 정밀한 조절이 가능함으로써 프린트 구역에서 최적의 조건을 보장할 수 있다. 프린터 (10)의 제어기 (80) 또는 일부 다른 처리기는 이미지가 인쇄되지 않을 때 공기만이 프린트 구역을 관통할 수 있도록 이미지 영역에 있는 잉크 유효 면적 또는 심지어 시스템 (100)의 작동 시간에 대하여 시스템 (100)을 제어할 수 있다.
고속 수성 잉크 프린터 (10)는 최소한 하나의 수성 잉크 단색 소스 (22)를 가지는 수성 잉크 공급 및 이송 서브시스템 (20)을 더욱 포함한다. 도시된 프린터 (10)는 다중 칼러 이미지 생성기이므로, 잉크 이송 시스템 (20)은 4종의 다른 칼러 CYMK (시안, 황색, 마젠타, 검정색) 수성 잉크들을 나타내는 4종의 소스 (22, 24, 26, 28)를 포함한다. 도 1의 실시태양에서, 프린트헤드 시스템 (30)은 프린트헤드 지지체 (32)를 포함하고, 프린트 박스 유닛 (34A-34D)이라고도 알려진 다수의 프린트헤드 모듈을 지지한다. 각각의 프린트헤드 모듈 (34A-34D)은 중간 전달부재 (12) 폭을 횡단하여 효과적으로 연장되고 잉크 방울들을 표면 (21)에 분사한다. 프린트헤드 모듈은 단일 프린트헤드 또는 엇갈린 배열로 이루어진 다수의 프린트헤드를 포함한다. 각각의 프린트헤드 모듈은 프레임 (미도시)에 작동적으로 연결되고 잉크 방울들을 분사하도록 정렬되어 표면 (21)에 잉크 이미지를 형성한다. 프린트헤드 모듈 (34A-34D)은 잉크를 하나 이상의 프린트헤드로 공급하기 위한 연관 전자장치, 잉크 저장통, 및 잉크 도관을 포함한다. 도시된 실시태양에서, 도관 (미도시)은 소스 (22, 24, 26, 28)를 프린트헤드 모듈 (34A - 34D)에 연결시켜 잉크를 모듈 중 하나 이상의 프린트헤드로 공급한다. 일반적으로 알려진 바와 같이, 프린트헤드 모듈에서 하나 이상의 각각의 프린트헤드는 단일 색상의 잉크를 분산할 수 있다. 다른 실시태양들에서, 프린트헤드는 둘 이상의 칼러 잉크를 분사하도록 구성된다. 예를들면, 모듈 (34A, 34B)의 프린트헤드는 시안 및 마젠타 잉크를 분사하고, 모듈 (34C, 34D)의 프린트헤드는 황색 및 검정색 잉크를 분사할 수 있다. 도시된 모듈에서 프린트헤드는 서로에 대하여 옵셋 또는 엇갈린 2 배열로 배치되어 모듈에 의해 인쇄되는 각각의 칼러 분리 해상도를 증가시킨다. 이러한 배열로 인하여 단지 1종의 잉크만을 분사하는 단일 프린트헤드 배열을 가지는 인쇄 시스템보다 2배 해상도의 인쇄가 가능하다. 프린터 (10)는 4종의 프린트헤드 모듈 (34A - 34D)을 포함하지만, 각각은 2열의 프린트헤드를 가지고, 다른 구성으로는 다른 개수의 프린트헤드 모듈 또는 모듈 내의 배열을 포함한다.
표면 (21) 상에 인쇄된 이미지가 프린트 구역을 나온 후, 이미지는 이미지 건조기 (130) 아래를 지난다. 이미지 건조기 (130)는 적외선 방사 히터 (134), 가열 공기 소스 (136), 및 공기 회수구 (138A, 138B)를 포함한다. 적외선 히터 (134)는 적외선 열을 전달부재 (12) 표면 (21)상의 인쇄된 이미지에 인가하여 잉크 중 물 또는 용매를 증발시킨다. 가열 공기 소스 (136)는 가열 공기를 잉크로 향하도록 하여 보조적으로 잉크에서 물 또는 용매를 증발시킨다. 이후 공기는 모아지고 공기 회수로 (138A, 138B)에 의해 방출되어 기류 및 프린트 구역 내 다른 구성요소와의 간섭을 줄인다.
도시된 바와 같이, 프린터 (10)는 예를들면, 하나 이상의 다양한 크기의 종이 매체 시트 스택들을 보관하는 기록 매체 공급 및 취급 시스템 (40)을 포함한다. 기록 매체 공급 및 취급 시스템 (40)은, 예를들면, 시트 또는 기재 공급원 (42, 44, 46, 48)을 포함한다. 프린터 (10) 실시태양에서, 공급 소스 (48)는 예를들면 낱장 매체 시트 (49) 형태의 이미지 수용 기재를 보관하고 공급하기 위한 대량 종이 공급 또는 피더이다. 또한 기록 매체 공급 및 취급 시스템 (40)은 매체 사전-컨디셔너 조립체 (52) 및 매체 사후-컨디셔너 조립체 (54)를 가지는 기재 취급 및 수송 시스템 (50)을 포함한다. 프린터 (10)는 프린트 매체가 전이고착 닙 (18)을 통과한 후 추가 열 및 압력을 프린트 매체에 인가하는 선택적 융착 장치 (60)를 포함한다. 일 실시태양에서, 융착장치 (60)는 프린트 매체에 형성된 인쇄 이미지의 광택도를 조정한다. 도 1의 실시태양에서, 프린터 (10)는 문서 유지 트레이 (72), 문서 시트 피딩 및 회수 장치 (74), 및 문서 노출 및 스캐닝 시스템 (76)을 가지는 원본 피더 (70)를 포함한다.
본 기계 또는 프린터 (10)의 다양한 서브시스템, 구성요소 및 기능 동작 및 제어는 제어기 또는 전자 서브시스템 (ESS, 80) 조력으로 수행된다. ESS 또는 제어기 (80)는 이미지 수용 부재 (12), 프린트헤드 모듈 (34A - 34D) (및 따라서 프린트헤드들), 기재 공급 및 취급 시스템 (40), 기재 취급 및 수송 시스템 (50), 및, 일부 실시태양들에서, 하나 이상의 광학 센서 (94A - 94E)와 작동적으로 연결된다. ESS 또는 제어기 (80)는, 예를들면, 전자 저장장치 (84)가 있는 중앙 처리 장치 (CPU, 82), 및 디스플레이 또는 사용자 인터페이스 (UI, 86)를 가지는 내장된 전용 미니-컴퓨터이다. ESS 또는 제어기 (80)는, 예를들면, 센서 입력 및 제어 회로 (88)뿐 아니라 픽셀 배치 및 제어 회로 (89)를 포함한다. 또한, CPU (82)는 이미지 입력 소스, 예컨대 스캐닝 시스템 (76), 또는 온라인 또는 워크스테이션 연결부 (90), 및 프린트헤드 모듈 (34A-34D) 간 이미지 데이터 흐름을 읽고, 포착하고 준비하고 관리한다. 이와 같이, ESS 또는 제어기 (80)는 이하 논의되는 인쇄 과정을 포함한 모든 기타 기계 서브시스템 및 기능을 작동 및 제어하기 위한 주요 다중-작업 처리기이다.
제어기 (80)는 프로그램 명령을 실행하는 범용 또는 특수 목적의 프로그램 가능한 처리기로 구현된다. 프로그램화 기능을 수행하기에 필요한 명령 및 데이터는 처리기 또는 제어기와 관련된 메모리에 저장된다. 처리기, 메모리, 및 인터페이스 회로는 제어기를 구성하여 하기 작동을 수행한다. 이들 구성요소는 인쇄 회로 카드에 제공되거나 주문형 반도체 (ASIC) 회로로 제공된다. 각각의 회로는 별도의 처리기로 구현되거나 다중 회로가 하나의 처리기로 구현될 수 있다. 대안으로, 회로들은 개별 부품들로 구현되거나 VLSI 회로에 제공될 수 있다. 또한, 본원에 기재된 회로들은 처리기, ASIC, 개별 부품들, 또는 VLSI 회로 조합으로 구현될 수 있다.
작동에 있어서, 스캐닝 시스템 (76)으로부터 또는 온라인 또는 워크스테이션 연결부 (90)를 통하여 피-생성 이미지의 이미지 데이터가 제어기 (80)로 전송되어 프린트헤드 모듈 (34A-34D)로 출력되는 프린트헤드 제어신호를 처리하고 생성한다. 추가로, 제어기 (80)는 예를들면, 사용자 인터페이스 (86)를 통한 조작자 입력과 같은 관련 서브시스템 및 구성요소 제어를 결정 및/또는 수용하고, 이에 따라 이러한 제어를 실행한다. 그 결과, 적합한 칼러의 수성 잉크가 프린트헤드 모듈 (34A-34D)로 전달된다. 추가로, 표면 (21)에 대한 픽셀 배치 제어가 실행되어 이미지 데이터에 상당하는 잉크 이미지를 형성하고, 매체 시트 (49) 형태인 매체는, 기록 매체 수송 시스템 (50)에 의해 임의의 소스 (42, 44, 46, 48)로부터 제공되고 취급되어 닙 (18)으로 적시에 이송된다. 닙 (18)에서, 잉크 이미지가 전달부재 (12)의 표면 (21)에서 전이고착 닙 (18) 내부에 있는 매체 기재로 전달된다.
일부 프린트 동작에서, 단일 잉크 이미지가 전체 표면 (21)을 차지할 수 있고 (단일 피치) 또는 다수의 잉크 이미지들이 표면 (21)에 적층될 수 있다 (다중-피치). 다중-피치 프린트 구조에서, 전달부재 (12) (이미지 수용 부재라고도 칭함) 표면 (21)은 다중 구간들로 분할되고, 각각의 구간은 문서 구역에서 완전 페이지 이미지 (즉, 단일 피치) 및 표면 (21)에 형성되는 다중 피치를 분리하는 문서-간 구역을 포함한다. 예를들면, 2 피치 이미지 수용 부재는 표면 (21) 외주 주위에 2개의 문서-간 구역에 의해 분리되는 2개의 문서 구역을 포함한다. 유사하게, 예를들면, 4 피치 이미지 수용 부재는 4개의 문서 구역을 포함하고, 각각은 표면 (21)의 패스 또는 회전 과정에서 단일 매체 시트에 형성되는 잉크 이미지에 상당한다.
제어기 (80) 조절 하에서 이미지 또는 이미지들이 표면에 형성된 후, 도시된 잉크젯 프린터 (10)는 프린터의 구성요소들을 작동시켜 표면 (14)으로부터 매체로 이미지 또는 이미지들의 전이고착 과정을 수행한다. 프린터 (10)에서, 제어기 (80)는 구동기를 작동시켜 매체 수송 시스템 (50)의 하나 이상의 롤러 (64)가 구동되고 매체 시트 (49)는 처리 방향 P으로 전이고착 롤러 (19)에 인접한 위치로 이동된 후 전이고착 롤러 (19) 및 전달부재 (12)의 표면 (21) 사이 전이고착 닙 (18)을 통과한다. 전이고착 롤러 (19)는 기록 매체 (49) 후면을 가압하여 기록 매체 (49) 전면을 전달부재 (12)의 표면 (21)에 대하여 누른다. 전이고착 롤러 (19)가 가열될 수도 있지만, 도 1의 실시태양에서, 전이고착 롤러 (19)는 가열되지 않는다. 대신, 매체 시트 (49)를 위한 사전-히터 조립체 (52)가 닙으로 이어지는 매체 경로에 제공된다. 사전-컨디셔너 조립체 (52)는 매체로의 이미지 전이에 도움이 되는 예정 온도로 매체 시트 (49) 조건을 유지시켜, 전이고착 롤러 구조를 단순화시킨다. 가열된 매체 시트 (49) 후면에 대한 전이고착 롤러 (19)에 의한 가압으로 전달 부재 (12)로부터 매체 시트 (49)로의 이미지 전이고착 (전달 및 융착)이 용이해진다.
전달 부재 (12) 및 전이고착 롤러 (19)의 회전 또는 롤링으로 이미지는 매체 시트 (49)로 전이 고착될 뿐 아니라, 매체 시트 (49)는 닙을 관통하게 된다. 전달 부재 (12)는 계속하여 회전되고 코팅제 및 블랭킷 (21)에 이미 도포된 이미지들에 대한 전이고착 과정이 계속된다.
상기되고 도시된 바와 같이 전달 부재 (12) 또는 이미지 수용 부재는 일차적으로 잉크젯 이미지를 수용한다. 잉크 건조 후, 전달 부재 (12)는 이미지를 닙 (18)에서 전달 과정 중 최종 프린트 기재로 박리시킨다. 전달 부재 (12) 표면 (21)이 상대적으로 낮은 표면에너지를 가질 때, 전달 단계가 개선된다. 그러나, 낮은 표면에너지를 가지는 표면 (21)은 전달 부재 (12)에서의 초기 잉크 습윤화 (확산성)에 역행한다. 불행하게, 전달 부재 (12) 표면 (21)에서 두 가지 상충되는 요건들이 존재한다. 첫 번째 요건은 잉크 확산 및 습윤화 (즉 비드로 형성되지 않음)에 유리한 높은 표면 에너지이다. 두 번째 요건은 잉크 이미지가 건조된 후 전달 부재 (12) 표면 (21)이 인력이 최소화되어 최대 전달 효율 (목표는 100%)를 달성하는 것이고, 이는 표면 (21)의 표면 에너지를 최소화함으로써 달성될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 전이고착 프로세스에서, 실온 (즉, 20-27°C)에서 수성 잉크는 블랭킷이라고도 칭하는 전달 부재 (12) 표면으로 분사된다. 분사 후, 전달 부재 (12)는 히터 구역 (136)으로 이동되고 여기에서 잉크는 건조된 후 건조 이미지는 전이고착 닙 (19)에서 기록 매체 (49)로 전이 고착된다. 전달 부재 (12)는 중간 매체, 블랭킷, 중간 전달 부재 및 이미지화 부재라고도 칭한다.
전달 부재 (12)는 임의의 적합한 구성일 수 있다. 적합한 구성들의 예시로는 시트, 필름, 웨브, 포일, 스트립, 코일, 실린더, 드럼, 무한 스트립, 원형 디스크, 드렐트 (drelt) (드럼 및 벨트 사이 단면), 무한 벨트, 무한 이음 유연성 벨트, 및 무한 이음 유연성 이미지화 벨트를 포함한 벨트를 포함한다. 전달 부재 (12)는 단일층 또는 다중 층들일 수 있다.
복합재를 포함하는 전달부재 또는 블랭킷이 본원에 개시되고 복합재는 전기방사 부직 섬유망을 포함하고, 여기에 고분자 및 섬유망을 따라 분포되는 열전도성 필러들이 충전된다. 전달부재 표면은 여러 표면에너지들을 가지고 이는 전기방사 섬유 재료 및 충전 고분자 간 표면에너지 차이로 인한다. 그 결과, 블랭킷 표면은 명확한 낮고 높은 표면에너지 영역들을 가지고 수성잉크 습윤화 및 기재로의 건조 잉크 전달화를 위한 양 기능을 제공한다.
전기방사 섬유망은 다양한 표면에너지 영역 생성을 위한 명확한 기재 (substrate)를 제공한다. 전기방사 섬유망은 잘-분포되는 열전도성 필러들을 위한 형판 또는 지지체로 기능한다. 정렬된 열전도성 필러들은 낮은 역치 로딩량에서도 열 전도성을 제공한다. 또한, 전기방사 섬유 형판은 다양한 충전 고분자 매트릭스 분산액의 재조정 없이도 코팅층에서 열전도성 필러들의 균등 분포를 가능하게 한다.
복합재는 고분자 및 열전도성 첨가제가 충전되는 전기방사포로 (electrospun fabric) 형성된다. 복합재는 다양한 표면 에너지들을 가진다. 전기방사 섬유 재료 및 충전 고분자는 상이한 표면 에너지들을 가지고 차별된 영역들을 표면에 형성한다. 실시태양들에서, 전기방사 섬유 재료는 친수성이고 충전 고분자는 소수성이다. 실시태양들에서, 전기방사 섬유 재료는 소수성이고 충전 고분자는 친수성이다.
실시태양들에서, 고표면적 영역들은 30 mJ/m2 이상, 또는 약 30 mJ/m2 내지 약 60 mJ/m2, 또는 약 30 mJ/m2 내지 약 40 mJ/m2, 또는 약 35 mJ/m2 내지 약 40 mJ/m2의 표면 에너지들을 가진다.
실시태양들에서, 저표면적 영역들은 30 mJ/m2 미만, 또는 약 29 mJ/m2 내지 약 15 mJ/m2, 또는 약 25 mJ/m2 내지 약 20 mJ/m2 의 표면 에너지들을 가진다.
실시태양들에서, 더 높은 표면에너지 영역들 및 더 낮은 표면에너지 영역들 간의 차이는 약 30 mJ/m2 내지 약 5 mJ/m2, 또는 약 25 mJ/m2 내지 약 10 mJ/m2, 또는 약 20 mJ/m2 내지 약 10 mJ/m2이다.
실시태양들에서, 전기방사 섬유 재료는 블랭킷의 약 5 중량% 내지 약 95 중량% 를 구성한다. 실시태양들에서, 전기방사 섬유 재료는 블랭킷의 약 10 중량% 내지 약 80 중량%, 또는 약 30 중량% 내지 약 75 중량%를 구성한다.
실시태양들에서, 고분자는 블랭킷의 약 5 중량% 내지 약 95 중량%를 구성한다. 실시태양들에서, 고분자는 블랭킷의 약 10 중량% 내지 약 80 중량%, 또는 약 30 중량% 내지 약 75 중량%를 구성한다.
실시태양들에서, 전도성 입자들은 블랭킷의 약 0.5 중량% 내지 약 30 중량%를 구성한다. 실시태양들에서, 전도성 입자들은 블랭킷의 약 1 중량% 내지 약 20 중량%, 또는 약 3 중량% 내지 약 15 중량%를 구성한다.
열전도성 필러들은 전기방사 섬유망을 따라 분포된다. 전기방사 섬유망은 열전도성 첨가제를 위한 형판 및 블랭킷 보강재 양자의 기능을 한다. 전기방사 섬유 형판으로 그래핀 나노입자들 또는 기타 전도성 입자들의 코팅층에서의 균등 분포가 가능하고 별도로 원하는 충전 고분자를 분산시킬 필요는 없다.
본원에 개시되는 블랭킷 재료는 습윤화 및 잉크를 기재로 전달함에 있어서 효과적이다. 이러한 복합 블랭킷 재료는 섬유 매트를 블랭킷 기재에 전기방사한 후 열전도성 필러 분산액을 충전함으로써 제조된다. 분산액 제거 후, 고분자 용액을 플로우-코팅 또는 딥-코팅 공정에 의해 섬유 매트에 도포한다. 용매를 건조시키면, 생성 재료는 도2에 도시된 바와 같이 섬유망을 따라 분포되는 전도성 입자들 및 섬유 매트에 충전되는 고분자를 가진다. 열전도성 첨가제 (201)는 전기방사 부직 매트의 고분자 섬유 (202)를 따라 분포된다. 고분자 (203)는 전기방사 부직 매트 전반에 분포된다. 실시태양들에서 전도성 첨가제는 코어 채널의 필러 분산액 및 쉘 채널의 고분자 용액을 이용한 동축 전기방사 공정으로 섬유에 통합될 수 있다. 그 결과, 필러는 섬유망을 따라 적층된다.
고분자 섬유 및 고분자 선택 재료에 따라, 코팅으로 다양한 표면에너지 영역들이 형성된다. 설계에 따라 섬유 재료를 고 표면에너지가 되도록 선택할 때, 충전 고분자는 저 표면에너지 재료로 선택되고, 그 역도 성립한다.
고 표면에너지 재료의 예시로는 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리우레아, 폴리에테르, 및 기타 등을 포함한다.
저 표면에너지 재료의 예시로는 불소고분자, 폴리실록산, 불소실리콘, 유기실록산 및 이들의 불소 유도체를 포함한다.
열전도성 첨가제 예시로는 탄소계 재료 예컨대 탄소 나노튜브, 탄소섬유, 카본블랙, 그래핀, 흑연; 무기 재료 예컨대 알루미나 입자들, 질화붕소 나노입자들 및 나노튜브들, 실리카 카바이드 입자들, 질화알루미늄, 및 산화아연 입자들; 금속계 재료 예컨대 은, 구리 및 니켈을 포함한다.
본원에 개시된 블랭킷 제조방법은 고성능 고분자로 부직 섬유 매트를 생성하기 위한 전기방사 공정을 포함한다. 플로우-코팅 공정을 이용하여 열전도성 필러 분산액으로 섬유 매트를 충전한 후 원하는 고분자 용액을 도포하고 경화시킨다. 적합한 섬유 및 충전 고분자 재료를 선택함으로써, 다양한 표면에너지를 가지는 블랭킷이 제작된다.
부직포는 섬유 또는 필라멘트를 기계적, 열적 또는 화학적으로 결속시켜 (및 필름을 천공하여) 서로 결합되는 시트 또는 웨브 구조체로 정의된다. 부직포는 별도의 섬유들 또는 용융 플라스틱 또는 플라스틱 필름에서 직접 제작되는 평탄한 다공성 시트를 포함한다. 부직포는 직조 또는 편조로 제조되지 않고 섬유를 실로 전환시킬 필요가 없다.
전기방사는 전하를 이용하여 매우 세밀한 (전형적으로는 마이크로 또는 나노 단위) 섬유를 액체로부터 인출한다. 전하는 전압원에 의해 제공된다. 공정은 용액에서 고체 실을 생산하기 위한 응집 또는 고온 과정에 필요하지 않다. 이에 따라 공정은 특히 거대하고 복잡한 분자들 예컨대 고분자들 생성에 적합하다. 액적에 충분한 고전압이 인가되면, 액체가 하전되고, 정전기력이 표면장력을 극복하여 액적이 신장된다. 임계점에서 액체 스트림이 표면에서 분출된다. 이러한 분출점은 테일러 콘이라고 알려져 있다. 액체의 분자 응집력이 충분히 크면, 스트림 절단이 생기지 않고 하전 액체 제트가 형성된다.
전기방사는 다양한 고분자들로부터 초극세사를 생성하는 간단하고 다양한 방법들을 제공한다. 현재까지, 여러 기능성을 가지는 다양한 고분자들이 나노섬유들로 전기방사 되었다. 전기방사에서, (점도 범위가 약 1 내지 약 400 센티푸아즈, 또는 약 5 내지 약 300 센티푸아즈, 또는 약 10 내지 약 250 센티푸아즈인 고도 점성 고분자 용액으로 이루어진) 대전 제트가 연속하여 신장될 때 표면전하 및 용매 증발 간의 정전기적 반발로 고체 섬유가 생성된다. 적합한 용매는 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 1-메틸-2-피롤리돈, 테트라히드로푸란, 케톤 예컨대 아세톤, 메틸에틸케톤, 디클로로메탄, 알코올 예컨대 에탄올, 이소프로필 알코올, 물 및 이들의 혼합물을 포함한다.용액 중 고분자 중량% 범위는 약 1 % 내지 약 60 %, 또는 약 5 % 내지 약 55 % 또는 약 10 % 내지 약 50 %이다.
실시태양들에서, 심초 (core-sheath) 구조가 부직 매트릭스 층으로 적합하다.
실시태양들에서, 전기방사 섬유들의 직경은 약 5 nm 내지 약 50 μm, 또는 약 50 nm 내지 약 20 μm, 또는 약 100 nm 내지 약 1 μm이다. 실시태양들에서, 전기방사 섬유들의 종횡비는 약 100 이상, 예를들면, 약 100 내지 약 1,000, 또는 약 100 내지 약 10,000, 또는 약 100 내지 약 100,000이다. 실시태양들에서, 부직포는 적어도 하나의 치수, 예를들면, 폭 또는 직경이, 약 1000 nm 미만, 예를들면, 약 5 nm 내지 약 500 nm, 또는 10 nm 내지 약 100 nm인 전기방사 나노섬유들에 의해 형성되는 나노-부직포이다. 실시태양들에서, 부직 섬유들은 박리층의 약 10 중량% 내지 약 50 중량%를 구성한다. 실시태양들에서, 부직 섬유들은 박리층의 약 15 중량% 내지 약 40 중량%, 또는 약 20 % 내지 약 30 중량%를 구성한다.
실시태양에서 심초 (core-sheath) 고분자 섬유는 부직 심초 고분자 섬유층을 형성하기 위한 고분자 코어 및 고분자 외층의 동축 전기방사로 제조된다.
융착기 상도층은 융착기 기재 중간층에 전기방사 공정에 의해 고분자 섬유를 도포하여 제조된다. 전기방사는 전하를 이용하여 매우 세밀한 (전형적으로는 마이크로 또는 나노 단위) 섬유를 액체로부터 인출한다. 전하는 전압원에 의해 제공된다. 공정은 용액에서 고체 실을 생산하기 위한 응집 또는 고온 과정에 필요하지 않다. 이에 따라 공정은 특히 거대하고 복잡한 분자들 예컨대 고분자들 생성에 적합하다. 액적에 충분한 고전압이 인가되면, 액체가 하전되고, 정전기력이 표면장력을 극복하여 액적이 신장된다. 임계점에서 액체 스트림이 표면에서 분출된다. 이러한 분출점은 테일러 콘이라고 알려져 있다. 액체의 분자 응집력이 충분히 크면, 스트림 절단이 생기지 않고 하전 액체 제트가 형성된다.
부직 섬유들을 기재에 제공한 후, 도전성 입자 분산액을 코팅하여 균일 방식으로 전도성 입자들, 예컨대 그래핀 입자들을 섬유들을 따라 적층시키고 용매를 제거한다.
실시태양들에서, 그래핀 입자들은 분산액으로 적용된다. 실시태양에서, 그래핀 입자들은 그래핀, 그래핀 시트 및 이들의 혼합물을 포함한다. 그래핀 입자들의 폭은 약 0.5 미크론 내지 약 10 미크론이다. 실시태양들에서 폭은 약 1 미크론 내지 약 8 미크론, 또는 약 2 미크론 내지 약 5 미크론이다. 그래핀 입자들의 두께는 약 1 나노미터 내지 약 50 나노미터이다. 실시태양들에서 두께는 약 2 나노미터 내지 약 8 나노미터, 또는 약 3 나노미터 내지 약 6 나노미터이다. 실시태양에서, 그래핀 입자들은 상대적으로 넓은 단위 표면적, 예를들면, 약 120 내지 150 m2/g을 가진다. 이러한 그래핀-구성 입자들은 본 분야에서 잘 알려져 있다.
전도성 입자들은 물 및 임의의 유기 용매, 톨루엔, 헥산, 시클로헥산, 헵탄, 테트라히드로푸란, 케톤, 예컨대 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 시클로헥사논, N-메틸피롤리돈 (NMP); 아미드, 예컨대 디메틸포름아미드 (DMF); N,N’-디메틸아세트아미드 (DMAc), 술폭시드, 예컨대 디메틸 술폭시드; 알코올, 에테르, 에스테르, 탄화수소, 염소화 탄화수소, 및 상기 이들의 혼합물에서 분산된다. 전도성 입자들의 분산액 중 고체 함량은 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%, 또는 실시태양들에서 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량% 또는 약 1 중량% 내지 약 3 중량%이다.
전도성 분산액은 비-이온성 계면활성제, 이온성 계면활성제, 폴리산, 폴리아민, 고분자전해질, 및 전도성 고분자로 이루어진 군에서 선택도는 안정화제를 더욱 포함한다. 더욱 상세하게는 안정화제는 폴리아크릴산, 폴리아크릴산 공중합체, 폴리알릴아민, 폴리에틸렌이민, 폴리디알릴디메틸염화암모늄, 폴리(알릴아민염산), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 고분자 산과 착화된 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 나피온 (술폰화 사불화에틸렌), 아라비아 검, 및 또는 키토산을 포함한다. 전도성 분산조성물에서 안정화제 함량은 전도성 입자들의 약 0.1 % 내지 약 200 중량% of, 또는 전도성 입자들의 약 0.5 % 내지 약 100 중량%, 또는 전도성 입자들의 약 1 % 내지 약 50 중량%이다.
고분자 코팅물은 전도성 입자들이 적층되는 전기방사 섬유들 도처에 걸쳐 제공된다. 고분자 코팅 조성물은 당업자에게 알려진 고분자를 분산시키기 위하여 효과적인 용매를 포함한다.
접촉각 측정은 수성 잉크가 표면에서 습윤화되고, 또 다른 표면으로 전달되는 것을 설명할 수 있으므로 전달 블랭킷 표면을 특정하기 위한 유효한 방법이고, 실시태양들에서, 중간 블랭킷에서의 잉크 접촉각은 약 25º 내지 약 40º, 또는 약 29 º 내지 약 36 º, 또는 약 30 º 내지 약 35 º이다.
블랭킷의 조화성이 증가하면 잉크의 개별 또는 국부적 영역에 대한 압력이 증가하고 전달 닙에서 용지 및 잉크 간의 접촉이 양호하여 전달 효율을 높일 수 있으므로 단일 또는 다중층 블랭킷의 전체적인 경도 (durometer)는 중요하다.
실시태양들에서, 전달 부재 (12)의 두께는 약 20 미크론 내지 약 5 mm, 또는 약 100 미크론 내지 약 4 mm, 또는 약 500 미크론 내지 약 3 mm이다.
본 실시태양들과 함께 사용될 수 있는 잉크 조성물은 수분산성 중합체 또는 라텍스 잉크이다. 이러한 잉크는 용매 잉크와 거의 동일한 수준의 내구성을 가지는 수계 잉크이므로 사용에 바람직하다. 일반적으로, 이러한 잉크는 하나 이상의 수 분산된 중합체를 포함한다. 본원에 개시된 잉크는 착색제를 더욱 포함할 수 있다. 착색제는 염료, 안료, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 예시적인 적합한 염료는 음이온성 염료, 양이온성 염료, 비이온성 염료, 양성이온성 염료, 및 기타 등을 포함한다. 적합한 염료의 특정 예시로는 식품 염료 예컨대 Food Black No.1, Food Black No.2, Food Red No. 40, Food Blue No.1, Food Yellow No.7, 및 기타 등, FD ＆ C 염료, Acid Black 염료 (No.1, 7, 9, 24, 26, 48, 52, 58, 60, 61, 63, 92, 107, 109, 118, 119, 131, 140, 155, 156, 172, 194, 및 기타 등), Acid Red 염료 (No. 1, 8, 32, 35, 37, 52, 57, 92, 115, 119, 154, 249, 254, 256, 및 기타 등), Acid Blue 염료 (No. 1, 7, 9, 25, 40, 45, 62, 78, 80, 92, 102, 104, 113, 117, 127, 158, 175, 183, 193, 209, 및 기타 등), Acid Yellow 염료 (No. 3, 7, 17, 19, 23, 25, 29, 38, 42, 49, 59, 61, 72, 73, 114, 128, 151, 및 기타 등), Direct Black 염료 (No. 4, 14, 17, 22, 27, 38, 51, 112, 117, 154, 168, 및 기타 등), Direct Blue 염료 (No. 1, 6, 8, 14, 15, 25, 71, 76, 78, 80, 86, 90, 106, 108, 123, 163, 165, 199, 226, 및 기타 등), Direct Red 염료 (No. 1, 2, 16, 23, 24, 28, 39, 62, 72, 236, 및 기타 등), Direct Yellow 염료 (No. 4, 11, 12, 27, 28, 33, 34, 39, 50, 58, 86, 100, 106, 107, 118, 127, 132, 142, 157, 및 기타 등), Reactive 염료, 예컨대 Reactive Red 염료 (No. 4, 31, 56, 180, 및 기타 등), Reactive Black 염료 (No. 31 및 기타 등), Reactive Yellow 염료 (No. 37 및 기타 등); 안트라퀴논 염료, 모노아조 염료, 디아조 염료, 다양한 프탈로시아닌 술폰산염을 포함하는 프탈로시아닌 유도체, 아자(18)안눌렌, 포르마잔 구리착체, 트리페노디옥사진, 및 기타 등; 및 기타 등 뿐 아니라 이들의 혼합물을 포함한다. 염료는 잉크 조성물 중 임의의 희망 또는 유효량 존재하고, 일 실시태양에서 잉크의 약 0.05 내지 약 15 중량%, 다른 실시태양에서 잉크의 약 0.1 내지 약 10 중량%, 및 또 다른 실시태양에서 잉크의 약 1 내지 약 5 중량% 존재하지만, 이들 범위 외의 함량일 수 있다.
적합한 안료 예시로는 검정색 안료, 백색 안료, 시안 안료, 마젠타 안료, 황색 안료, 또는 기타 등을 포함한다. 또한, 안료는 유기 또는 무기 입자일 수 있다. 적합한 무기 안료는, 예를들면, 카본블랙을 포함한다. 그러나, 산화티탄, 코발트 블루 (CoO-AI2O3), 크롬 앨로우 (PbCrO4), 및 산화철과 같은 기타 무기 안료가 적합할 수 있다. 적합한 유기 안료는, 예를들면, 디아조 안료 및 모노아조 안료를 포함한 아조 안료, 다환 안료 (예를들면, 프탈로시아닌 안료 예컨대 프탈로시아닌 블루 및 프탈로시아닌 그린), 페릴렌 안료, 페리논 안료, 안트라퀴논 안료, 퀴나크리돈 안료, 디옥사진 안료, 티오인디고 안료, 이소인돌리논 안료, 피란트론 안료, 및 퀴노프탈론 안료), 불용성 염료 (예를들면, 염기 염료 타입의 킬레이트 및 산성 염료 타입의 킬레이트), 니트로안료, 니트로소 안료, 안탄트론 안료 예컨대 PR168, 및 기타 등을 포함한다. 대표적인 프탈로시아닌 블루 및 그린은 구리 프탈로시아닌 블루, 구리 프탈로시아닌 그린, 및 이의 유도체 (Pigment Blue 15, Pigment Green 7, 및 Pigment Green 36). 대표적인 퀴나크리돈은 Pigment Orange 48, Pigment Orange 49, Pigment Red 122, Pigment Red 192, Pigment Red 202, Pigment Red 206, Pigment Red 207, Pigment Red 209, Pigment Violet 19, 및 Pigment Violet 42를 포함한다. 대표적인 안트라퀴논은 안료 Red 43, 안료 Red 194, 안료 Red 177, 안료 Red 216 및 안료 Red 226을 포함한다. 대표적인 페릴렌은 안료 Red 123, 안료 Red 149, 안료 Red 179, 안료 Red 190, 안료 Red 189 및 안료 Red 224를 포함한다. 대표적인 티오인디고이드는 안료 Red 86, 안료 Red 87, 안료 Red 88, 안료 Red 181, 안료 Red 198, 안료 Violet 36, 및 안료 Violet 38을 포함한다. 대표적인 헤테로환형 앨로우는 안료 Yellow 1, 안료 Yellow 3, 안료 Yellow 12, 안료 Yellow 13, 안료 Yellow 14, 안료 Yellow 17, 안료 Yellow 65, 안료 Yellow 73, 안료 Yellow 74, 안료 Yellow 90, 안료 Yellow 110, 안료 Yellow 117, 안료 Yellow 120, 안료 Yellow 128, 안료 Yellow 138, 안료 Yellow 150, 안료 Yellow 151, 안료 Yellow 155, 및 안료 Yellow 213을 포함한다. 이러한 안료는, BASF Corporation, Engelhard Corporation, 및 Sun Chemical Corporation을 포함한 여러 공급원에서 분말 또는 압축 케이크 형태로 입수된다. 적용 가능한 예시적 검정색 안료는 카본 안료를 포함한다. 카본 안료는 허용 가능한 광학 밀도 및 인쇄 특성을 제공하는 대부분의 상업적 입수 가능한 카본 안료일 수 있다. 본 시스템 및 방법에 사용하기에 적합한 카본 안료는, 제한되지 않고, 카본블랙, 흑연, 비정질 탄소, 숯, 및 이들의 조합을 포함한다. 이러한 카본 안료는 다양한 공지 방법, 예컨대 채널 방법, 접촉 방법, 로 방법, 아세틸렌 방법 또는 열적 방법으로 제조되고, Cabot Corporation, Columbian Chemicals Company, Evonik, 및 E.I. DuPont de Nemours 및 Company와 같은 공급처에서 상업적으로 입수된다. 적합한 카본블랙 안료는, 제한되지 않고, Cabot 안료 예컨대 MONARCH 1400, MONARCH 1300, MONARCH 1100, MONARCH 1000, MONARCH 900, MONARCH 880, MONARCH 800, MONARCH 700, CAB-O-JET 200, CAB-O-JET 300, REGAL, BLACK PEARLS, ELFTEX, MOGUL, 및 VULCAN 안료; Columbian 안료 예컨대 RAVEN 5000, 및 RAVEN 3500; Evonik 안료 예컨대 Color Black FW 200, FW 2, FW 2V, FW 1, FW 18, FW S160, FW S170, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A, Special Black 4, PRINTEX U, PRINTEX 140U, PRINTEX V, 및 PRINTEX 140V를 포함한다. 상기 목록의 안료는 미개질 안료 입자들, 소분자 부착 안료 입자들, 및 고분자-분산 안료 입자들을 포함한다. 기타 안료뿐 아니라 이들의 혼합물도 채용될 수 있다. 안료 입도는 가능한 작아 액체 비히클에 안정적인 콜로이드성 입자 현탁액 형성이 가능하고 잉크가 열적 잉크젯 프린터 또는 압전 잉크젯 프린터에 사용될 때 잉크 경로 막힘이 방지되는 것이 바람직하다.
특정 실시태양들을 상세히 설명한다. 이들 실시예들은 예시적인 것이고 이러한 실시태양들에서 제시된 재료, 조건 또는 공정 변수에 제한되지 않는다. 달리 언급되지 않는 한 모든 부는 고형량 기준의 비율이다.
다음과 같은 절차로 블랭킷을 제조하였다.
전기방사 부직 섬유 매트 제조
메틸 에틸 케톤 (MEK) 중의 폴리우레탄 용액을 실린지에 부가하고, 실린지 펌프에 장착하였다. 약 20kv를 방적돌기에 인가하였다. 약 1 μm 직경의 섬유들을 제조하여 실리콘 도포 폴리이미드에 코팅하였다. 방사 섬유 매트를 실온에서 밤샘 유지한 후 약 130℃로 30 분 열처리하여 부직 섬유 매트를 제조하였다.
블랭킷 표면 코팅물 제조
불소수지 (예를들면, FEP) 수성 분산액을 전기방사 부직 섬유 매트에 플로우-코팅하였다. 코팅 조건들은 다음과 같다: 유량 1.8ml/min; 롤 RPM 123; 코팅속도 2mm/sec; 및 블레이드 y-축 위치 59mm. 형성된 코팅물을 오븐에서 250℃로 30 분 가열하여 균일 표면 코팅물, FEP로 충전되는 폴리우레탄 섬유 매트를 얻었다.
상기 개시된 것 및 기타 특징부들 및 이들의 기능 또는 대안들의 변형체들은 다른 상이한 시스템 또는 분야에서 조합될 수 있다. 다양한 현재 예측되지 않거나 예기하지 못한 대안들, 변형들, 변경들 또는 개선들은 당업자에 의해 가능하고 이는 다음 청구범위에 의해 포괄된다.

Claims (10)

  1. 수성 잉크젯 프린터용 전달부재에 있어서, 상기 전달부재는 부직 고분자 섬유 매트릭스; 상기 부직 고분자 섬유 매트릭스에 분산되는 고분자를 포함하되, 상기 고분자 섬유 매트릭스는 제1 표면에너지를 가지고 상기 고분자는 제2 표면에너지를 가지며, 상기 제1 표면에너지 및 상기 제2 표면에너지의 차이는 약 30 mJ/m2 내지 약 5 mJ/m2인, 전달 부재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고분자는 상기 전달부재의 약 5 중량% 내지 약 95 중량%를 구성하는, 전달 부재.
  3. 제1항에 있어서, 상기 부직 고분자 섬유 매트릭스는 상기 전달부재의 약 5 중량% 내지 약 95 중량%를 구성하는, 전달 부재.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전달부재는 상기 부직 고분자 매트릭스의 상기 고분자 섬유들을 따라 균등 분포되는 전도성 입자들을 더 포함하는, 전달 부재.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전도성 입자들은 상기 전달부재의 약 0.5 중량% 내지 약 30 중량%를 구성하는, 전달 부재.
  6. 수성 잉크젯 프린터용 전달부재에 있어서, 상기 전달부재는 부직 고분자 섬유 매트릭스; 상기 부직 고분자 섬유 매트릭스에 분산되는 고분자, 및 상기 부직 고분자 매트릭스의 섬유들을 따라 균등 분포되는 전도성 입자들을 포함하고, 상기 고분자 섬유 매트릭스는 제1 표면에너지를 가지고 상기 고분자는 제2 표면에너지를 가지며, 상기 제1 표면에너지 및 상기 제2 표면에너지의 차이는 약 30 mJ/m2 내지 약 5 mJ/m2인, 전달 부재.
  7. 제6항에 있어서, 상기 고분자는 상기 전달부재의 약 5 중량% 내지 약 95 중량%를 구성하는, 전달 부재.
  8. 제6항에 있어서, 상기 부직 고분자 섬유 매트릭스는 상기 전달부재의 약 5 중량% 내지 약 95 중량%를 구성하는, 전달 부재.
  9. 제6항에 있어서, 상기 전도성 입자들은 상기 전달부재의 약 0.5 중량% 내지 약 30 중량%를 구성하는, 전달 부재.
  10. 제6항에 있어서, 상기 전도성 입자들은 그래핀 나노입자들을 포함하는, 전달 부재.
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