KR101557639B1

KR101557639B1 - 도전성 코팅을 갖는 상 변화 잉크 이미징 요소

Info

Publication number: KR101557639B1
Application number: KR1020090066664A
Authority: KR
Inventors: 데이빗 제이. 제바시; 산토크 에스. 베이드샤; 제임스 이. 윌리암스; 파울 제이. 맥콘빌; 지그네시 피. 시스
Original assignee: 제록스 코포레이션
Priority date: 2008-07-23
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2015-10-06
Also published as: JP5690056B2; JP2010023512A; US20100018417A1; KR20100010910A; US7810922B2

Abstract

본 발명은 상 변화 잉크를 프린트 매체 위로 전송하고 또한 선택적으로 고정시키기 위한 오프셋 프린팅 장치로서, a) 상 변화 잉크를 상 변화 잉크 이미지형태로 이미징 부재에 제공하기 위한 상 변화 잉크 적용 요소; b) 상기 상 변화 잉크 이미지를 상기 프린트 매체에 수용, 전송 및 선택적으로 고정시키기 위한 이미징 부재로서, 상기 이미징 부재는 ⅰ) 이미징 기질, 및 그 위의 ⅱ) 우레탄과 전도성 염을 포함하는 외층을 포함하며; c) 상기 이미징 부재에 이형제를 공급하기 위한 이형제 관리 시스템으로서, 상기 상 변화 잉크 이미지를 전송 및 선택적으로 고정시키기 위해 요구되는 이형제의 양은 감소되는, 이형제 관리 시스템을 포함한다.

상 변화 잉크, 프린트 매체, 오프셋 프린팅 장치, 이미징 부재, 요소, 외층, 이형제 관리 시스템

Description

도전성 코팅을 갖는 상 변화 잉크 이미징 요소{Phase change ink imaging component having conductive coating}

본 발명은 오프셋 프린팅 또는 잉크젯 프린팅 장치에서 사용되는 상 변화 잉크 이미징/트랜스픽스 요소(imaging/transfix component) 및 그의 층들에 관한 것이다. 실시예들에서, 이미징 요소는 a) 잉크 이미지를 수용하고, b) 상기 잉크 이미지(이미징 부재)를 전송하거나, 또는 c) 현상된 이미지를 프린트 매체 또는 카피 기질(copy substrate)로 전송 및 융합시키는 작업과 관련된다. 상기 상 변화 이미징/트랜스픽스 요소는 고체 잉크들과 같은 상 변화 잉크들과 결합하여 사용될 수 있다. 추가의 실시예들에서, 이들 표면의 전도성은 이온성 염(ionic salt), 전자 도전성 입자, 및 그들의 혼합 등을 추가함으로써 제공될 수 있다.

중간 전송, 트랜스픽스 또는 주입 부재를 사용하는 잉크젯 프린팅 시스템은 널리 공지되어 있다. 일반적으로, 상기 이미징 부재, 트랜스픽스 프린팅 또는 중간 전송 부재는 프린트헤드와 결합하여 채용된다. 최종 수용면 또는 프린트 매체는 이미지가 프린트헤드의 노즐들에 의해 그 위에 위치된 후 프린팅면과 접촉한다. 다음에, 상기 이미지는 최종 수용면에 전송 및 고정된다.

특히, 상 변화 잉크 전송 프린팅 공정은 먼저 예를 들면 실리콘 오일과 같은 희박 액체를 이미징 부재 표면에 제공함으로써 개시된다. 고체 또는 핫멜트(hot melt) 잉크는 액체 상태로 지속되는 가열 용기 내에 위치된다. 이와 같이 크게 변형된 잉크는 많은 제약을 만나게 되며, 그와 같은 제약으로는 제트 온도에서의 낮은 점성, 요소-대-매체 전송 온도에서의 특수 점탄성적 성질, 및 실온에서의 높은 내구성을 포함한다. 일단 상기 프린트헤드 내에서는 상기 액체 잉크가 다기관들을 통해 유동하여 독점적 압전 변환기(piezoelectric transducer; PZT) 프린트헤드 기술의 사용을 통해 초소형 오리피스들로부터 분사된다. 상기 PZT에 제공된 전기 펄스의 지속 시간과 진폭은, 반복 가능하고 정확한 압력 펄스가 잉크에 제공되어, 비말의 적절한 용적, 속도 및 궤도를 유발하도록, 매우 정확하게 제어된다. 일부 제트 열들, 예를 들어 4개의 열이 사용될 수 있으며, 각각은 다른 컬러를 갖는다. 잉크의 개별 비말들(droplets)은 이미징 부재상의 액체층 위로 분사된다. 상기 이미징 부재와 액체층은 잉크가 연성 점탄성적 상태로 경화되도록 규정된 온도에서 지속된다.

이미지를 적층시킨 후, 프린트 매체는 예열기를 통해 이미징 부재와 압력 부재 사이에 형성된 닙 안으로 공급시킴으로써 가열되며, 상기 이미징 부재와 압력 부재는 양쪽 모두 또는 어느 한쪽이 가열될 수 있다. 높은 경도계 합성 압력 부재가 고압 닙을 발전시키기 위해 이미징 부재에 대항하여 위치된다. 이미징 부재가 회전함에 따라, 상기 가열된 프린트 매체는 상기 닙을 통해 당겨지고 또한 압력 부재의 도움으로 적층된 잉크 이미지에 대항하여 가압되며, 따라서 잉크를 상기 프린트 매체로 전송한다. 상기 압력 부재는 상기 프린트 매체와 잉크를 함께 압축하고, 잉크 비말들을 살포하고, 또한 상기 잉크 비말들을 프린트 매체에 융합시킨다. 예열된 프린트 매체로부터의 열은 상기 닙에 있는 잉크를 가열하고, 상기 잉크를 상기 프린트 매체에 접착시키기에 충분한 연성 및 점착성을 갖게 한다. 상기 프린트 매체가 상기 닙을 떠날 때, 스트립퍼 핑거들 또는 다른 유사 부재들이 상기 매체를 프린터 부재로부터 박리시키고 또한 상기 매체를 매체 출구 통로 내로 지향시킨다.

이미지 해상도를 최적화하기 위해, 전송된 잉크 방울들은 미리 결정된 영역을 커버하기 위해 넓혀질 수 있으나, 상기 이미지 해상도가 손상되거나 또는 회손될만큼은 넓혀지지 않는다. 상기 잉크 방울들은 전송 공정 동안 용해되지 않는다. 프린트된 이미지 내구성을 최적화하기 위해, 상기 잉크 방울들은 마모에 의한 우발적인 제거를 방지하도록 충분한 압력으로 페이퍼 내로 압축될 수 있다. 마지막으로, 이미지 전송 상태는 거의 모든 잉크 방울들이 상기 이미징 부재로부터 상기 프린터 매체로 전송되도록 될 수 있다. 따라서, 상기 이미징 부재는 이미지를 매체로 충분히 전송시키기 위한 능력을 가질 것이 요망된다.

상기 이미징 부재는 다기능성이다. 먼저, 상기 잉크젯 프린트헤드는 상기 이미징 부재상의 이미지들을 프린트하고, 따라서 잉크젯 프린트헤드는 이미징 부재가 된다. 둘째로, 상기 이미지들이 상기 이미징 부재상에 프린트된 후, 이미지들은 최종 프린트 매체로 트랜스픽스 또는 주입될 수 있다. 따라서, 상기 이미징 부재는 이미징 기능에 추가하여 트랜스픽스 또는 주입 기능을 제공한다.

이중 기계(duplex machines)에서, 적당한 트랜스픽스 기능을 제공하기 위해 일반적으로 보수 오일, 이형 오일, 이형제, 퓨저제(fuser agent) 등이 사용될 수 있다. 그러나, 상기 압력 부재 및 상기 이미징/트랜스픽스 부재상의 이형제의 양을 제어하는 것은 어려울 수 있다. 상기 이미징/트랜스픽스 부재와의 접촉에 의해 또는 상기 프린트된 이미지의 잉크부의 운반에 의해 전송됨에 따라, 상기 압력 부재상의 오일 레벨은 고스트(ghosting)나 이중 드롭아웃의 주원인이 된다.

상 변화 잉크 프린터들에서 대부분의 이중 프린트 품질은 오일 레벨에 의해 상기 압축 부재상과 상기 이미징 부재상 모두에서 구동된다. 많은 코팅부가 소유성(oleophobic)을 갖는 반면, 그들은 장기의 인쇄 사이클 또는 이중 사이클링에 저항하기 위한 물리적 완전성을 가질 필요는 없다. 따라서, 기질에 부착 및 고착과 같은 매우 양호한 물리적 특성을 갖는 소유성 성질을 결합시킨 복합 코팅을 제공하는 것이 바람직하다. 상기 이미징 부재를 위한 코팅이 복수 제안되어 있다.

전체적인 또는 패턴화(고스트)될 수 있는 이미지에 대한 광택 변질의 문제점을 개선하고 또한 잉크가 이미징/트랜스픽스 롤 표면에 오프셋되며, 카피 기질 위에 재 적층될 수 있는, 이중 기계들 및 직접 인쇄(direct-on-paper), 직접 웹(direct-on-web), 또는 연속 웹 기계들을 포함하는, 상 변화 잉크 프린팅 기계들에 사용하기 위한 이미징/트랜스픽스 부재를 제공하는 것이 바람직하다. 이미징/트랜스픽스 롤러가 롤 성능에 필요한 기능적 특성들을 지속하면서, 전기 전도성 또는 정적 소산 필수조건들을 만족하는 것이 바람직하다. 또한, 작동 온도로 가열될 때 상기 트랜스픽스 부재가 열적으로 안정화는 것이 바람직하다. 또한, 높은 부하하에 일정한 기계적 특성을 가지며, 잉크 부착에 저항하고, 또한 전도성을 갖는, 내마모성의 이미징/트랜스픽스 롤러를 제공하는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 상 변화 잉크를 프린트 매체 위로 전송하고 또한 선택적으로 고정시키기 위한 오프셋 프린팅 장치로서, a) 상 변화 잉크를 상 변화 잉크 이미지형태로 이미징 부재에 적용하기 위한 상 변화 잉크 적용 요소; b) 상기 상 변화 잉크 이미지를 상기 프린트 매체에 수용, 전송 및 선택적으로 고정시키기 위한 이미징 부재로서, 상기 이미징 부재는 ⅰ) 이미징 기질, 및 그 위의 ⅱ) 우레탄과 전도성 염을 포함하는 외부 코팅을 포함하며; c) 상기 이미징 부재에 이형제를 공급하기 위한 이형제 관리 시스템으로서, 상기 상 변화 잉크 이미지를 전송 및 선택적으로 고정시키기 위해 요구되는 이형제의 양은 감소되는, 이형제 관리 시스템을 포함한다.

또한, 상 변화 잉크를 프린트 매체 위로 전송하고 또한 선택적으로 고정시키기 위한 오프셋 프린팅 장치로서, a) 상 변화 잉크를 상 변화 잉크 이미지형태로 이미징 부재에 제공하기 위한 상 변화 잉크 적용 요소; b) 상기 상 변화 잉크 이미지를 상기 프린트 매체에 수용, 전송 및 선택적으로 고정시키기 위한 이미징 부재로서, 상기 이미징 부재는 ⅰ) 이미징 기질, 및 그 위의 ⅱ) 폴리에스테르-기반 폴리우레탄과 전도성 염을 포함하는 코팅으로서, 여기서 외층은 약 10³ 내지 약 10⁸ ohm-cm의 전기 전도성을 갖는, 외층을 포함하며; c) 상기 이미징 부재에 이형제를 공급하기 위한 이형제 관리 시스템으로서, 상기 상 변화 잉크 이미지를 전송 및 선택적으로 고정시키기 위해 요구되는 이형제의 양은 감소되는, 이형제 관리 시스템을 포함한다.

또한, 본 실시예들은 상 변화 잉크를 프린트 매체 위로 전송하고 또한 선택적으로 고정시키기 위한 오프셋 프린팅 장치로서, a) 상 변화 잉크 이미지상의 상 변화 잉크를 이미징 부재에 제공하기 위한 상 변화 잉크 적용 요소; b) 상기 상 변화 잉크 이미지를 상기 프린트 매체에 수용, 전송 및 선택적으로 고정시키기 위한 이미징 부재로서, 상기 이미징 부재는 ⅰ) 이미징 기질, 및 그 위의 ⅱ) 폴리우레탄과 이오니아식 전도성 염을 포함하는 외층으로서, 여기서 외층은 약 10³ 내지 약 10⁸ ohm-cm의 전기 전도성을 갖는, 외부 코팅을 포함하며; c) 상기 이미징 부재에 이형제를 공급하기 위한 이형제 관리 시스템으로서, 상기 상 변화 잉크 이미지를 전송 및 선택적으로 고정시키기 위해 요구되는 이형제의 양은 감소되는, 이형제 관리 시스템을 포함한다.

본 발명에 따르면, 이미징/트랜스픽스 롤러가 롤 성능에 필요한 기능적 특성들을 지속하면서, 전기 전도성 또는 정적 소산 필수조건들을 만족시킨다. 또한, 작동 온도로 가열될 때 상기 트랜스픽스 부재가 열적으로 지속된다. 또한, 높은 부하하에서도 일정한 기계적 특성을 가지며, 잉크 부착에 저항하고, 또한 전도성을 갖는, 내마모성의 이미징/트랜스픽스 롤러가 제공된다.

고체 잉크와 같은 상 변화 잉크들을 사용하고, 잉크 이미지를 프린트 매체에 수용 및 전송할 수 있거나, 또는 수용, 전송 및 고정시킬 수 있는 코팅된 이미징/트랜스픽스 부재를 포함하는 오프셋 프린팅 장치가 제공되어 있다. 본 실시예들에 제공된 이미징/트랜스픽스 부재는 이중 기계들에 사용될 수 있다. 동일한 요소에 의해 전송 및 고정되는 공정은 종종 "트랜스픽스(transfix)" 또는 "주입(transfuse)"으로도 언급된다. 만약, 이미징 부재가 별도의 융합 스테이션과 결합하여 사용될 경우, 상기 부재를 "이미징 부재"라 칭했다. 만약, 상기 부재가 전송 및 고정 모두를 위해 사용될 경우, 상기 부재를 "트랜스픽스 부재"라 칭했다. 양쪽 부재들의 일반적 논의와 관련하여, 전반에 걸쳐 "이미징/트랜스픽스 부재" 또는 "트랜스픽스/이미징 부재"라는 용어를 사용했다.

상기 이미징/트랜스픽스 부재는 드럼과 같은 롤러, 또는 필름, 시트, 벨트 등과 같은 필름 요소일 수 있다. 실시예들에서, 상기 이미징/트랜스픽스 부재는 이미징/트랜스픽스 드럼이다. 실시예들에서, 상기 이미징/트랜스픽스 부재는 우레탄 물질과 전도성 염제를 포함하는 외층과 기질을 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 이미징/트랜스픽스 부재는 기질, 선택적 중간층, 및 우레탄과 전도성 염을 포함하는 외층을 포함한다. 상기 기질, 중간층, 및/또는 외층은 그 안에 분산 배치되거나 또는 포함된 필러들을 추가로 포함할 수 있다.

도 1에서는, 오프셋 프린팅 장치(1)는 상기 이미징 부재로부터 최종 프린팅 매체로의 잉크 이미지의 전송 또는 기질의 수용을 설명하고 있다. 상기 이미징 부재(18)가 화살표(5) 방향으로 회전함에 따라, 액체 표면(2)이 이미징/트랜스픽스 부재(18)상에 배치된다. 상기 이미징/트랜스픽스 부재(18)는 본 실시예에서는 드럼 부재로서 지칭된다. 그러나, 다른 실시예들에서는 벨트 부재, 필름 부재, 시트 부재 등과 같이 사용될 수 있음을 이해해야 할 것이다. 어플리케이터(4)가 액체 표면을 이미징/트랜스픽스 부재(18)에 제공 및 접촉시키기 위한 능력을 갖는 한, 상기 액체층(2)은 어느 위치에도 위치될 수 있는 상기 어플리케이터(4)에 의해 배치된다.

상기 프린팅 공정에 사용되는 잉크는 예를 들면 고체 잉크와 같은 상 변화 잉크일 수 있다. "상 변화 잉크"라는 용어는 잉크가 액체 잉크로 되는 고체 잉크와 같은 상들을 액체 잉크로 또는 고체로부터 더욱 유연한 상태로 변화시키는 것을 의미한다. 특히, 실시예들에 있어서, 상기 잉크는 초기에 고체 형태로 존재하며, 그 후 열 에너지의 적용에 의해 용융 상태로 변화될 수 있다. 상기 고체 잉크는 실온 또는 약 25℃에서 고체로 있을 수 있다. 상기 고체 잉크는 약 85℃ 내지 약 150℃의 비교적 높은 온도에서 용해되기 위한 능력을 가질 수 있다. 상기 잉크는 고온에서 용해되며, 다음에 용해된 잉크(6)는 프린트헤드(7)로부터 이미징/트랜스픽스 부재(18)의 액체층(2) 위로 분사된다. 다음에, 상기 잉크는 약 20℃ 내지 약 80℃, 또는 약 72℃의 중간 온도로 냉각되며, 유연한 상태로 응고되며, 다음에, 최종 수용 기질(8) 또는 프린트 매체(8) 위로 전송될 수 있다.

상기 잉크는 약 140℃에서 약 5 내지 약 30 센티푸아즈, 또는 약 8 내지 약 20 센티푸아즈, 또는 약 10 내지 약 15 센티푸아즈의 점도를 갖는다. 적합한 잉크의 표면장력은 약 23 내지 약 50 다인/cm이다. 액체층(2)의 일부는 상기 잉크와 함께 프린트 매체(8)로 전송된다. 전송된 액체의 대표적인 두께는 프린트 매체당 약 100 옹스트롬 내지 약 100 나노미터, 또는 약 0.1 내지 약 200 밀리그램, 또는 약 0.5 내지 약 50 밀리그램, 또는 약 1 내지 약 10 밀리그램이다.

이미징/트랜스픽스 프린트 액체면(2)으로서 사용될 수 있는 적합한 액체는 물, 플루오르 오일, 글리콜, 계면활성제, 미네랄 오일, 실리콘 오일, 기능성 오일, 등 및 그들의 혼합물을 포함한다. 기능성 액체들은 메르캅토, 플루오로, 하이드라이드, 하이드록시, 및 유사 기능성을 갖는 폴리디메틸실록산 오일들 또는 실리콘 오일들을 포함한다.

공급 가이드(10, 13)는 페이퍼, 투명 무늬 등과 같은 프린트 매체(8)를 압력 부재(11; 롤러로서 도시됨)와 이미징/트랜스픽스 부재(18) 사이에 형성된 닙(9) 안으로 공급하는 것을 돕는다. 상기 압력 부재는 벨트, 시트 또는 다른 형태로 구성될 수 있음을 밝혀둔다. 실시예들에서, 상기 프린트 매체(8)는 가열된 공급 가이드(13)에 의해 상기 닙(9)으로 진입하기 전에 가열된다. 상기 프린트 매체(8)가 상기 트랜스픽스 프린팅매체(3)와 상기 압력 매체(11) 사이를 트랜스픽스할 때, 유연 상태로 용해된 잉크(6)는 상기 이미징/트랜스픽스 부재(18)로부터 이미지 형상으로 프린트 매체(8) 위로 전송된다. 최종 잉크 이미지(12)는 상기 프린트 매체가 닙(9) 사이를 이동함에 따라 펼쳐지고, 평탄해지고, 부착되며, 최종 프린트 매체(8)에 융합 또는 고정된다. 선택적으로, 오프셋 프린팅 장치(1)와 연관되어 위치되는 추가의 또는 대안적인 히터 또는 히터들(도시되지 않음)이 구비된다. 다른 실시예에서, 공급 가이드들의 상류 또는 하류에 위치되는 개별 선택적 융합 스테이션이 구비될 수 있다.

상기 닙(9)에 가해진 압력은 약 100 내지 약 1,500 psi, 또는 약 800 내지 약 1,200 psi, 또는 약 900 내지 1,100이다. 이는 50℃에서 약 250 psi의 잉크 항복 강도의 약 2배에 상당한다. 실시예들에 있어서, 약 72℃ 내지 약 75℃와 같은 높은 온도가 사용될 수 있으며, 그와 같은 높은 온도에서 잉크는 연화된다. 일단 상기 잉크가 최종 프린트 매체(8)로 전송되면, 상기 잉크는 약 20℃ 내지 약 25℃의 대기 온도로 냉각된다. 스트리퍼 핑거(도시되지 않음)가 위에 형성된 잉크 이미지(12)를 갖는 프린트 매체(8)를 최종 수용 트레이(도시되지 않음)로 이동시키는 작업을 촉진시키기 위해 사용될 수 있다.

도 2는 단일층의 실시예를 설명하며, 여기서 트랜스픽스 부재(18)는 외부 코팅(16)을 그 위에 갖는 기질(3)을 포함한다. 필러(14)가 그 안에 배치 또는 포함된다.

도 3은 이중층 실시예를 나타내며, 여기서 상기 트랜스픽스 부재(18)는 기질(3), 상기 기질(3) 위에 위치된 중간층(17), 및 상기 중간층(17) 위에 위치된 외층(16)을 포함한다. 만약, 상기 기질이 포함될 경우, 그와 같은 형태는 종종 3층 구성이라 칭한다. 필러들(14)이 그 안에 배치 또는 포함된다.

외층(16)은 이온성의 전도성 염과 같은 전도성 염제 및 폴리우레탄을 포함한다. 상기 "이온성의 전도성 염"이라는 용어는 본원에 한정된다. 상기 "이온성"이라는 용어는 양의 또는 부의 모두에 충전될 수 있는 이온들을 첨가함으로써 제공되는 전도성에 관한 것이다. 상기 "전도성"이라는 용어는 전자 또는 홀에의해 이동하는 전기 전하들에 관한 것이다. 상기 "염"이라는 용어는 포지티브 전하(양이온) 및 네거티브 전하(음이온)을 포함하는 화학적 합성물에 관한 것이다. 상기 "이온성 전도성 염"이라는 용어는 양이온과 음이온 모두를 포함하는 화학적 합성물에 관한 것이다. 이와 같은 염들은 중합 매트릭스에 전기 전도성을 제공하기 위해 사용될 수 있다.

마찬가지로, 전자 전도성인 경우에 대하여, 상기 압력 부재(18)는 외층(16)을 포함한다. 외층(16)은 전자 전도성 폴리우레탄, 실리콘, 에틸렌 프로필렌 디엔메틸렌 테폴리머(EPDM), 니트릴 부타디엔(NBR)(부타디엔 및 아크릴로니트릴의 코폴리머), 또는 그들의 혼합물들을 포함할 수 있다. 상기 전기 전도성은 카본 필러, 금속 산화물 필러, 폴리머 필러 등과 같은 전자 전도성 입자 필러를 첨부함으로써 구성된다. 카본 필러의 예로서는 카본 블랙, 카본 나노튜브, 불소화 카본 블랙, 그래파이트 등을 포함한다. 금속 산화물의 예는 주석 산화물, 인듐 산화물, 인듐 주석 산화물 등을 포함한다. 폴리머 필러의 예는 폴리아닐린, 폴리 아세틸렌, 폴리페닐렌 폴리피롤 등을 포함한다. 상기 "전기 전도성 입자 필러"라는 용어는 진성 전기 전도성을 갖는 필러들에 관한 것이다. 이들은 전기 전도성에 영향을 주기 위해 폴리머 매트릭스에 추가될 수 있다.

적합한 폴리우레탄의 예로서는, 유니로얄, 바이에르, 코납 등으로부터 이용 가능한, 폴리실록산계 폴리우레탄 플루오로폴리머계 우레탄, 폴리에스테르계 폴리우레탄 폴리에테르계 폴리우레탄 및 폴리카프롤락톤계 폴리우레탄을 포함한다.

이온성 전도성 폴리우레탄들은 어떠한 공지된 방법들에 의해 준비될 수 있다. 한가지 방법은 체인 증량제를 금속염 용액을 갖는 이소시아네이트 기능성 프리폴리머 내에 혼합시킴으로써 전도성 폴리우레탄을 제조하는 방법이다. 이소시아네이트-종결 폴리에스테르 폴리올 프리폴리머가 사용될 수 있다. 이는 최종 전도성 폴리우레탄 엘라스토머를 생성하기 위한 열경화에 의해 수행된다.

전도성 염 또는 이온성 전도성 염은 폴리우레탄 재료에 존재한다. 전도성 염 또는 이온성 염의 예로서는 4급 암모늄염, 포스포늄 염, 설포늄 염, 전이 금속 염 및 카보늄 염을 포함한다. 특히, 전도성 염들은 전이 금속, 암모늄 염, 및 설포늄 염을 포함할 수 있다. 전이 금속 염들의 경우, 상기 전이 금속 염은 Cu(Ⅱ), Fe(Ⅲ), Ni(Ⅱ), Zn(Ⅱ) 및 Co(Ⅱ)로 구성되는 그룹으로부터 선택된 전이 금속을 포함할 수 있으며, 또한 상대 음이온(counter anion)은 아세테이트, 타르트레이트, 락테이트, 포스페이트, 옥살레이트, 플루오라이드, 클로라이드, 브로마이드, 이오다이드, 등과 그들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 실시예들에서, 상기 전이 금속은 Cu(Ⅱ), Fe(Ⅲ), 및 그들의 혼합물로부터 선택되며, 상기 상대 음이온은 브로마이드, 클로라이드, 아세테이트, 및 그들의 혼합물로부터 선택된다.

전도성 폴리우레탄을 준비하는 가장 일반적인 방법은 적절한 양의 소정 이온 염을 열을 사용하거나 또는 사용하지 않고서 반응체의 개시 성분들 중 하나 안에 혼합/용해하는 방법을 포함한다. 그 다음에 제 2 반응체의 추가가 뒤따른다. 이와 같은 염은 폴리우레탄 외층 재료의 성분들에서 용해 가능하거나 혼합 가능하다.

상기 염은 상기 층의 전체 고형의 약 1 내지 약 50, 또는 약 5 내지 약 30, 또는 약 5 내지 약 20 중량%의 양만큼 상기 외층에 존재한다.

상기 폴리우레탄 재료는 전체 고형의 약 50 내지 약 99, 또는 약 70 내지 약 95, 또는 약 80 내지 약 95 중량%의 양만큼 상기 외부 코팅부에 존재한다.

또한, 상기 외부 코팅에는 전도성 필러 이외의 솔벤트 및 선택적 필러들이 포함될 수 있으며, 또한 상기 층은 이산제, 공통-솔벤트, 계면활성제 등을 추가로 포함할 수 있다.

이중층 구성, 즉 중간층과 외층에 있어서, 상기 외층의 두께는 약 1 내지 약 200, 또는 약 25 내지 약 100, 또는 약 25 내지 약 75 미크론일 수 있다. 단일층 실시예에서, 상기 외부충의 두께는 약 1 내지 약 50 mmm, 또는 약 1 내지 약 20 mm, 또는 2 내지 10 mm일 수 있다.

양쪽 구성체(단층 또는 이중층)의 외층은 약 10³ 내지 10⁸ ohm-cm, 또는 약 10⁴ 내지 10⁷ ohm-cm, 또는 약 10⁵ 내지 약 10⁶ ohm-cm의 전기 전도성을 갖는다.

본 실시예에서, 상기 기질, 선택적 중간층, 및/또는 외층은 그 안에 이산된 첨가제들 또는 금속과 같은 전도성 염과는 다른 필러; 알루미나, 실리카, 산화 구리 등과 같은 금속 산화물; 카본 블랙, 플루오로 카본 등과 같은 카본 필러; 및 폴리테트라플루오로에틸렌 분말과 같은 폴리머 필러를 포함할 수 있다.

상기 이미징/트랜스픽스 부재 기질은 이미징/트랜스픽스 부재 기질로서 사용하기에 적합한 강도를 갖는 어떠한 재료를 포함할 수 있다. 상기 기질을 위한 적합한 재료들의 예로서는 금속, 고무, 섬유 유리 합성물, 및 섬유를 포함한다. 금속의 예로서는 강철, 알루미늄, 니켈 및 그들의 합금과, 유사 금속들 및 유사 금속들의 합금을 포함한다. 상기 기질의 두께는 채용된 이미징 부재의 타입에 적합하도록 설정될 수 있다. 상기 기질이 벨트, 필름, 시트 등인 실시예들에서, 상기 두께는 약 0.5 내지 약 500 밀(mil), 또는 약 1 내지 약 250 밀일 수 있다. 상기 기질이 드럼 형태인 실시예의 경우, 상기 두께는 약 1/32 내지 약 1 인치, 또는 약 1/16 내지 약 5/8 인치일 수 있다.

적합한 트랜스픽스 기질의 예로서는 시트, 필름, 웨브, 포일, 스트립, 코일, 실린더, 드럼, 무단 스트립, 원형 디스크, 무단 벨트를 포함하는 벨트, 무단 시임 가요성 벨트, 무단 시임리스 가요성 벨트, 퍼즐 절삭 시임을 갖는 무단 벨트, 용접 가능 시임 등을 포함한다.

선택적 실시예에서, 중간층은 상기 이미징/트랜스픽스 기질과 상기 외층 사이에 위치될 수 있다. 상기 중간층에 사용하기에 적합한 재료들로는 우레탄, 실리콘 재료, 플로오로엘라스토머, 플로오로실리콘, 에틸렌 프로틸렌 디엔 고무 등과 그들의 혼합물을 포함한다. 실시예들에서, 상기 중간층은 상응할 수 있으며, 또한 약 2 내지 약 60 및, 또는 약 4 내지 약 25 밀의 두께를 가질 수 있다.

실시예들에서, 물 접촉 각도는 약 100℃ 이상이다. 상기 코팅은 약 백만 내지 3백만 프린트의 높은 내마모성을 갖는다. 또한, 상기 코팅은 평탄한 면을 가지며, 약 5 미크론 이하의 표면 거칠기(Ra)를 갖는다.

상기 압력 부재(11)는 상기 이미징/트랜스픽스 부재(18)로부터 대향 접촉면상에 위치한다. 상기 압력 부재는 기질과 사이 기질상에 위치된 외부 폴리우레탄층을 포함할 수 있으며, 약 8 내지 약 300 MPa의 계수, 및 약 0.3 내지 약 10 mm의 두께를 가질 수 있으며, 여기서 상기 닙에 가하여진 압력은 약 750 내지 약 4,000 psi, 또는 약 800 내지 약 4,000 psi, 또는 약 900 내지 약 4,000 psi, 또는 약 1,100 내지 약 4,000 psi, 또는 약 900 내지 약 1,200 psi이다.

상기 외부 코팅을 생성하기 위한 공정은 이소프로필 알콜(IPA)로 롤을 세정하는 공정과 그 후 저널 단부를 마스킹하는 것을 포함한다. 상기 롤은, 소형 펌프 또는 이스마텍(Ismatek)을 사용하여 120 rpm/60 rps로, 플로 코터(flow coater)상의 프로그램 #8을 사용하는 원패스 코팅으로 플로 코팅될 수 있다. 이는 약 15분 동안 플래시가 따를 수 있으며, 400F, 15분의 오븐 경화가 따를 수 있다. 상기 롤은 엔드 효과를 최소화하기 위해 상기 코터상에서 동작될 수 있다. 다음에, 상기 롤은 2차 패스 코팅으로 플로 코팅되며, 약 15분 동안의 에어 플래시가 뒤따른다. 이는 400F, 15분의 오븐 경화가 뒤따르며, 다음에 냉각된다.

다음의 예들은 본 실시예들을 추가로 한정 및 설명한다. 특별히 지적하지 않는 한, 모든 부품들 및 백분율은 중량을 나타낸다.

전기 전도성 오버코트를 갖는 압력 부재의 준비

폴리우레탄 롤러들은 상기 표면상에 높은 카본 충전 코팅을 제공함으로써 전도성 표면층을 갖도록 제조된다. 이와 같은 롤러들은 표준 절차를 사용하는 표준 비전도성 우레탄 롤러들에 대항하여 실험된다. 도 4는 광택 고스트, 공통 결함의 형태를 도시하며, 상기 점선은 압력 롤상에서 표면 전압이 측정되는 것을 나타낸다. 도 5는 표준 비전도성 롤러를 위한 압력 롤 표면 전압 대 시간의 관계를 나타낸다. 상기 도면은 Lp3-2(비 전도성 롤러들)의 실험 결과를 증명함으로써, 이중으로 프린트되는 동안 광택 고스트를 나타낸다. 도 6은 전도성 표면들을 갖는 압축 롤(C-12 및 C-17)에 대한 데이터를 포함하며, 표준 비 전도성 롤들(Lp3)과 비교하여 광택 고스트가 최소화된다는 사실을 증명한다. 상기 C-15 롤러는 플루오로폴리머 필러를 갖는 폴리우레탄 일층 구성을 포함한다. 롤러(C-18)는 비 전도성 롤러이다. Lp4-0 롤러는 표준 제작 롤러이다. 도 7b는 압출 롤(C-12)에 대한 표면 전압 대 시간이 전도성 표면 대 몇백 볼트에 대해 반드시 제로가 된다는 사실을 증명한다. 도 7a는 Lp3-2 비 전도성 롤러의 높은 고스트 대 전도성 롤러(C-12)에 대한 도 7b에 도시된 낮은 고스트를 설명한다. 이들 도면들은 전도성 표면의 효과를 증명한다.

폴리에스테르계 폴리우레탄 저층 및 전기 전도성 NBR 의 하이브리드 구성을 갖는 압력 부재의 준비

오레건 캔비의 노스웨스트 머신 작업소 제품의, 내경 44.5 mm, 외경 66.2 mm, 및 길이 445 mm를 갖는 카본 스틸 코어가 공지된 방법에 의해 유지 제거 및 세정되었다. 0.002 인치의 프리머층이 상기 코어상에 분무 코팅되었다. 폴리에스테르계 폴리우레탄 합성물이 적당한 촉매의 존재하에 이소시아네이트 단부캡 프리폴리머를 기능성 가교제와 반응시킴으로써 구비되었다. 실험 견본이 표준 테스트 프로토콜에 따라 실험되는 기계적 특성을 위해 구비되었다. 대기 온도에서의 탄성 계수는 199 MPa임이 발견되었으며, 72℃ 까지 실험될 때 36.7% 이상 변하지 않으며, 또한 50℃에서 실험될 때 23.1% 이상 변하지 않는다. 상기 중간층은 유동 코팅 방법으로 주조되었다. 다음에, 상기 층은 연마에 의해 균일한 두께로 기계가공되었다. 상기 층의 두께는 1.5 mm였다.

다음에, 상기 기계가공된 층이 준비되고, 니트릴 부타디엔 고무(NBR)와 15 또는 35 중량%의 카본 블랙을 포함하는 전도성 외층이 공지된 공정에 의해 성형되었다. 상기 외층의 두께는 약 0.4 mm가 되도록 결정되었다. 상기 재료로부터 샘플 버튼 표준 ASTM 테스트 프로토콜의 기계적 특성 실험은 상기 탄성 계수가 대기 온도에서 약 15 MPa가 되도록 표시된다. 상기 재료는 75℃ 온도에서 거의 균일한 계수를 나타낸다. 다음에, 상기 외층은 약 200 미터의 볼록 반경을 성취하기 위해 프로파일 그라운드되었다.

약 1,500 내지 약 2,000 파운드 하중이 제공되는, 프린팅 실험 설치물에 설치될 때 상기 롤로 인해 약 800 내지 약 1,200 psi의 닙에서의 압력이 초래되었다. 프린트 실험상의 롤은 이전의 고체 잉크 제품들과 비교하여 표준 미터법에 의해 측정된 허용 가능한 프린트 품질 특성을 증명하였다. 도 8은 비 전도성 폴리우레탄과 비교한 전도성 롤러의 최소화된 광택 고스트를 도시하였다.

트랜스픽스 공정을 위한 이온 전도성 폴리우레탄을 갖는 압력 부재의 준비

오레건 캔비의 노스웨스트 머신 작업소 제품의, 내경 44.5 mm, 외경 66.2 mm, 및 길이 445 mm를 갖는 카본 스틸 코어가 공지된 방법에 의해 유지 제거 및 세정되었다. 0.002 인치의 프리머층이 상기 코어상에 분무 코팅되었다. 폴리에스테르계 폴리우레탄 합성물이 적당한 촉매의 존재하에 이소시아네이트 단부캡 프리폴리머를 기능성 가교제와 반응시킴으로써 구비되었다. 실험 견본이 표준 테스트 프로토콜에 따라 실험되는 기계적 특성을 위해 구비되었다. 대기 온도에서의 탄성 계수는 199 MPa임이 발견되었으며, 72℃ 이하에서 실험될 때 36.7% 이상 변하지 않으며, 또한 50℃에서 실험될 때 23.1% 이상 변하지 않는다. 상기 중간층은 유동 코팅 방법으로 주조되었다. 다음에, 상기 층은 연마에 의해 균일한 두께로 기계가공되었다. 상기 층의 두께는 1.5 mm였다.

다음에, 상기 기계가공된 층이 준비되고, 전도성 외층은, 적당한 촉매의 존재하의 기능성 가교제에 의해, 1 중량% 내지 5 중량%의 전이 금속 염이 첨가되는 것을 제외하고는, 이소시아네이트 단부캡 프리폴리머의 유사 작용에 의해 준비된 폴리에스테르계 폴리우레탄으로 유동 코팅되었다. 상기 외층의 두께는 약 0.4 mm가 되도록 결정되었다. 상기 재료로부터 샘플 버튼 표준 ASTM 테스트 프로토콜의 기계적 특성 실험은 상기 탄성 계수가 대기 온도에서 약 17 MPa가 되도록 표시된다. 상기 재료는 75℃ 온도에서 거의 균일한 계수를 나타낸다. 다음에, 상기 외층은 200 미터의 볼록 반경을 성취하기 위해 프로파일 그라운드되었다.

약 1,500 내지 약 2,000 파운드 하중이 제공되는, 프린팅 실험 정착물에 설치될 때 상기 롤로 인해 약 800 내지 약 1,200 psi의 닙에서의 압력이 초래되었다. 프린트 실험상의 롤은 이전의 고체 잉크 제품들과 비교하여 표준 미터법에 의해 측정된 허용 가능한 프린트 품질 특성을 증명하였다.

트랜스픽스 공정을 위한 전자 전도성 폴리우레탄을 갖는 압력 부재의 준비

오레건 캔비의 노스웨스트 머신 작업소 제품의, 내경 44.5 mm, 외경 66.2 mm, 및 길이 445 mm를 갖는 카본 스틸 코어가 공지된 방법에 의해 유지 제거 및 세정되었다. 0.002 인치의 프리머층이 상기 코어상에 분무 코팅되었다. 폴리에스테르계 폴리우레탄 합성물이 적당한 촉매의 존재하에 이소시아네이트 단부캡 프리폴리머를 기능성 가교제와 반응시킴으로써 구비되었다. 실험 견본이 표준 테스트 프로토콜에 따라 실험되는 기계적 특성을 위해 구비되었다. 대기 온도에서의 탄성 계수는 199 MPa임이 발견되었으며, 72℃ 이하에서 실험될 때 36.7% 이상 변하지 않으며, 또한 50℃에서 실험될 때 23.1% 이상 변하지 않는다. 상기 중간층은 유동 코팅 방법으로 주조되었다. 다음에, 상기 층은 연마에 의해 균일한 두께로 기계가 공되었다. 상기 층의 두께는 1.5 mm였다.

다음에, 상기 기계가공된 층이 준비되고, 전도성 외층은, 적당한 촉매의 존재하의 기능성 가교제에 의해, 15 중량% 내지 25 중량%의 카본 블랙이 첨가되는 것을 제외하고는, 이소시아네이트 단부캡 프리폴리머의 유사 작용에 의해 준비된 폴리에스테르계 폴리우레탄으로 유동 코팅되었다. 상기 외층의 두께는 약 0.4 mm가 되도록 결정되었다. 상기 재료로부터 샘플 버튼 표준 ASTM 테스트 프로토콜의 기계적 특성 실험은 상기 탄성 계수가 대기 온도에서 약 17 MPa가 되도록 표시된다. 상기 재료는 75℃ 온도에서 거의 균일한 계수를 나타낸다. 다음에, 상기 외층은 200 미터의 볼록 반경을 성취하기 위해 프로파일 그라운드되었다.

약 1,500 내지 약 2,000 파운드 하중이 적용되는, 프린팅 실험 정착물에 설치될 때 상기 롤로 인해 약 800 내지 약 1,200 psi의 닙에서의 압력이 초래되었다. 프린트 실험상의 롤은 이전의 고체 잉크 제품들과 비교하여 표준 미터법에 의해 측정된 것보다 우위의 프린트 품질 특성을 증명하였다.

도 1은 상 변화 잉크 장치의 설명도.

도 2는 기질과 그 위의 외층을 갖는 트랜스픽스/이미징 드럼의 실시예에 대한 확대도.

도 3은 기질, 선택적 중간층, 및 그 위의 외층을 갖는 이미징/트랜스픽스 드럼의 실시예에 대한 확대도.

도 4는 롤 표면의 계면 전위를 측정하는 비접촉 전압계의 물리적 위치 뿐만 아니라 롤러 고스트 자체가 어떻게 이중 이미지상에 나타나는지를 도시하는 프린트에 대한 도면.

도 5는 고체 잉크젯 공정에서 하나의 완전 이중 프린트에 대한 계면 전위를 설명하는, 전압 대 시간의 그래프.

도 6은 비전도성 및 전도성 표면을 포함하는 다른 압력 롤들에 대한 고스트 성능 대 프린트 수를 나타내는 막대 그래프.

도 7a는 표준 비전도성 롤에 대한 롤 표면 전압 대 시간을 나타내는 도면이고, 도 7b는 전도성 롤에 대한 롤 표면 전압 대 시간을 나타내는 도면.

도 8은 비전도성 및전도성 롤들에 대한 고스트 성능의 차이점을 나타내는 그래프.

Claims

상 변화 잉크를 프린트 매체 위로 전송하고 또한 선택적으로 고정시키기 위한 오프셋 프린팅 장치에 있어서,

a) 상 변화 잉크를 상 변화 잉크 이미지로 이미징 부재에 적용하기 위한 상 변화 잉크 적용 요소와;

b) 상기 상 변화 잉크 이미지를 수용하고 상기 상 변화 잉크 이미지를 상기 프린트 매체에 전송하고 선택적으로 고정하기 위한 이미징 부재로서, 상기 이미징 부재는 ⅰ) 이미징 기질, 및 그 위의 ⅱ) 폴리우레탄과 전도성 염(conductive salt)을 포함하는, 광택 고스트(gloss ghost)의 감소를 위한 전도성 폴리우레탄을 포함하는 외층을 구비하는, 상기 이미징 부재; 및

c) 상기 이미징 부재에 이형제를 공급하기 위한 어플리케이터;를 포함하며,

상기 전도성 폴리우레탄은 폴리올 또는 폴리아민을 이소시아네이트 기능성 프리폴리머 안으로 전도성 염의 용액과 혼합하는 것에 의해 제조되며,

상기 외층은 10³ 내지 10⁸ ohm-cm의 전기 전도성을 갖는 오프셋 프린팅 장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 전도성 염은 4급 암모늄염, 포스포늄 염, 설포늄 염, 전이 금속 염 및 카보늄 염으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 오프셋 프린팅 장치.
삭제