CN103797422B - 用于浓缩用于静电印刷过程的油墨的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于浓缩用于静电印刷过程的油墨的方法，其中该方法包括以下步骤：(a)提供用于静电印刷过程的油墨，该油墨包括位于液体载体中的带电性颗粒；(b)在带电性传送器与第一电极之间传送油墨，其中施加电势使得油墨附着至带电性传送器；(c)在传送器上传送油墨以经过移动表面，其中油墨接触移动表面，并且在传送器与移动表面之间施加电势，使得将带电性颗粒布置为移向传送器且移除一些液体载体，来提高传送器上的液体载体中带电性颗粒的浓度，从而在传送器上形成浓缩油墨，然后传送器和移动表面彼此分离，使得基本所有的浓缩油墨保留在传送器上；(d)从传送器移除浓缩油墨并且将其转移至储藏容器。还公开一种用于执行该方法的设备。

Description

用于浓缩用于静电印刷过程的油墨的方法和设备

背景技术

一般来说，静电印刷过程包含：在光电导表面上形成图像，将具有带电颗粒的油墨涂覆至光电导表面，使得带电颗粒选择性地粘合至图像，然后将呈图像形式的带电颗粒转印至印刷基板。

现在将稍微更详细地描述静电印刷系统。光电导表面一般位于圆筒上，并且经常被称为照片成像板（PIP）。光电导表面选择性地带有潜在静电图像，该静电图像具有带有不同电势的图像区和背景区。例如，在液体载体中包括带电调色剂颗粒的静电油墨组合物能够与选择性带电的光电导表面接触。带电调色剂颗粒附着至潜像的图像区，而背景区仍然空白。然后，将图像直接地转印至印刷基板（例如纸），或者更常见地，首先将图像转印至中间转印构件（其可以是软膨胀橡皮布）并且然后转印至印刷基板。该方法的变型利用不同方式来在光感受器上或在介电材料上形成静电潜像。

在一些系统中，通过在固定电极与PIP之间泵送油墨来将静电油墨组合物涂覆至PIP。在WO2005/054959中图示了这种系统，通过引用将WO2005/054959整体并入本文。其它静电印刷系统包括二进制油墨显影（BID）单元。在这种系统中，通过显影剂辊将油墨涂覆至光电导表面。通常，针对每个不同颜色（例如青色、品红色、黄色和黑色）的油墨使用不同的显影剂辊。通过在固定的带电电极与显影剂辊之间传送静电油墨组合物，将油墨涂覆至显影剂辊。理想地说，带电调色剂颗粒应当在显影辊上形成均匀层。显影剂辊旋转，使得带电颗粒电接触PIP。这种系统在US5,436,706、US5,610,694和US5,737,666中示出，US5,436,706、US5,610,694和US5,737,666全部通过引用整体并入本文。

一般来说，静电油墨组合物包括热塑树脂作为调色剂颗粒的主要成分，并且包括非极性液体作为其中调色剂颗粒分散于其中的液体载体。通常，调色剂颗粒包含着色剂，如颜料。电荷引导剂，也被称为电荷控制剂或成像剂，通常也被添加至该分散体中以诱导颗粒上的电荷。静电油墨中的液体载体的含量在被输送至打印机时一般是75至80重量百分比。在将油墨应用于印刷机中之前，可以将油墨进一步稀释至大约98重量百分比液体含量。

液体载体，尤其是烃液体载体，在用静电印刷机获得高类胶版印刷质量中扮演重要角色。液体载体被认为会使油墨内的树脂颗粒某一程度地膨胀，并且促进向PIP的转印，然后向中间转印构件的转印，并且最终转印至印刷基板，例如纸。印刷基板上的油墨可以包含小于5重量百分比的油，其余的油已经在印刷过程中多个之前的阶段中从油墨中去除。

在本领域中，认为将液态静电油墨浓缩至30-35或更高重量百分比（wt%）的固体含量不可逆转地改变油墨内的颗粒结构，这降低印刷质量并且使油墨不适合在静电印刷机中使用。

WO2011/001199（其通过引用整体并入本文）描述了多种避免降低油墨质量的浓缩静电油墨的方法。该文献描述了一种使用离心力浓缩油墨的优选方法。该文献的示例1描述使用离心分离器来将包含大约22重量百分比的固体的油墨浓缩至具有47重量百分比的固体含量的团聚颗粒块。在示例2中，来自示例1的产品被允许在空气中停留25小时至50小时来允许液体载体蒸发。在此时间段之后产品的固体含量是60wt%。

尽管在WO2011/001199中描述的方法有效地提供一种在没有负面地影响油墨质量的情况下浓缩油墨的方式，但是可以进行进一步的改进。

具体实施方式

在公开和描述本发明之前，应当理解，本发明不局限于本文公开的特定过程步骤和材料，因为这样的过程步骤和材料可以稍微改变。还应当理解，本文使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的而使用的。这些术语不旨在进行限制，因为本发明的范围旨在仅由所附权利要求及其等同物限定。

应注意到，在本说明书和所附权利要求书中使用的单数形式“一”、“该”和“此”包括复数指代，除非上下文清楚地表示别的内容。

本文中使用的“液体载体”、“载体液体”、“载体”或“载体媒介”指的是，聚合物、颗粒、着色剂、电荷引导剂以及其它添加剂可以在其中分散来形成液体静电油墨或电子照相油墨的液体。这样的载体液体和媒介成分是本领域已知的。典型的载体液体可以包括诸如表面活性剂、共溶剂、粘度调节剂和/或其它可能的配料之类的多种不同试剂的混合物。

本文中使用的“静电油墨组合物”通常指一般适合于在静电印刷过程（有时被称为电子照相印刷过程）中使用的呈液体形式的油墨组合物。

本文使用的“颜料”通常包括颜料着色剂、磁性颗粒、氧化铝、硅石和/或其它陶瓷或有机金属，无论这样的颗粒是否传递颜色。因此，尽管本说明书主要说明颜料着色剂的使用，但是术语“颜料”可以更普遍地用来不仅描述颜料着色剂，还用来描述其它颜料，如有机金属、铁氧体、陶瓷等。

本文使用的“共聚物”指由至少两种单体聚合成的聚合物。

本文中，特定单体可以被描述为构成聚合物的特定重量百分比。这表示，在聚合物中由所述单体形成的重复单元构成聚合物的所述重量百分比。

如果本文提到标准测试，除非以别的方式介绍，否则所指的测试版本是在提交本专利申请时最新版本。

本文使用的“静电印刷”或“电子照相印刷”通常指提供从照片成像基板直接地或经由中间转印构件间接地转印的图像的过程。因此，该图像基本不被吸收到其被施加到的照片成像基板内。此外，“电子照相印刷器”或“静电印刷器”通常指那些能够执行上面描述的电子照相印刷或静电印刷的印刷器。“液体电子照相印刷”是在电子照相过程中使用液体油墨而不是粉末调色剂的特定类电子照相印刷。静电印刷过程可以涉及使静电油墨组合物受电场作用，例如具有1000伏/厘米（V/cm）或更大（可选地1500V/cm或更大）的场梯度的电场。

本文使用的术语“……左右”用来通过规定特定值可以“稍高于”或“稍低于”端点而提供数值范围端点的灵活性。该术语的灵活性程度可以由特定变量表示并且在本领域技术人员的掌握之内，以基于经验和本文的关联描述来确定。

为了方便，本文使用的多个项目、结构元件、构造元件和/或材料可以呈现在公共列表中。然而，这些列表应当被解释为仿佛该列表的每个成员被单独地标识为分离的唯一的成员。因此，在没有相反指示的情况下，这样的列表的单独成员都不应当仅基于它们在公共组中的出现而被解释为相同列表的任何其它成员的实际等价物。

本文中，浓度、数量或其它数值数据可以以范围的格式表达或表现。应当理解，这种范围格式仅为了方便和简洁而使用，因此应当灵活地解释为不仅包括作为范围的界限明确记载的数值，还包括在该范围内涵盖的所有单独数值或子范围，仿佛每个数值和子范围是明确地记载的。作为说明，“大约1wt%至大约5wt%”的数值范围应当被解释为不仅包括明确记载的大约1wt%至大约5wt%的值，而且包括在所指出的范围内的单独值和子范围。因此，在该数值范围内包含的是单独的值（如2、3.5和4）以及子范围（如从1至3、从2至4以及从3至5等）。该相同原理适用于仅记载一个数值的范围。而且，无论该范围的广度或者所描述的特性如何，这种解释应当都适用。

除非不同地说明，否则任何可选的或优选的特征可以与本发明的任何方面或任何其它可选特征或优选特征结合。

附图说明

图1示意性图示可以在其上执行本发明的方法的设备的实施例。

图2图示在本发明的方法的实施例中已经被浓缩的油墨的最终浓度（以wt%为单位的总固体含量）相对于初始浓度（即以wt%为单位的总固体含量）的曲线图。这在下面的示例中进一步描述。

图3图示分离器输出（以g/min为单位）相对于箱中的非挥发性固体的wt%的曲线图。这在下面的示例中进一步描述。

在第一方面，本发明的发明人提供一种用于浓缩用于静电印刷过程的油墨的方法，其中该方法包括以下步骤：

（a）提供用于静电印刷过程的油墨，该油墨包括位于液体载体中的带电性颗粒；

（b）在带电性传送器与第一电极之间传送油墨，其中施加电势使得油墨附着至带电性传送器；

（c）在传送器上传送油墨以经过移动表面，其中油墨接触移动表面并且在传送器与移动表面之间施加电势，使得将带电性颗粒布置为移向传送器并且移除一些液体载体，以增加传送器上液体载体中的带电性颗粒的浓度，从而在传送器上形成浓缩油墨，然后传送器和移动表面彼此分离，使得基本全部的浓缩油墨保留在传送器上；

（d）从传送器上移除浓缩油墨并且将其转移至储藏桶。

在第二方面，本发明的发明人提供一种用于浓缩用于静电印刷过程的油墨的设备，该设备包括带电性传送器、第一电极、移动表面、浓缩油墨移除装置和储藏装置，该设备被配置为执行包括以下步骤的方法：

a）在带电性传送器与第一电极之间传送用于静电印刷过程的油墨，其中油墨包括位于液体载体中的带电性颗粒，并且施加电势使得油墨附着至带电性传送器；

b）在传送器上传送油墨以经过移动表面，其中油墨接触移动表面并且在传送器与移动表面之间施加电势，使得将带电性颗粒布置为移向传送器并且移除一些液体载体，以增加传送器上液体载体中的带电性颗粒的浓度，从而在传送器上形成浓缩油墨，然后传送器和移动表面彼此分离，使得基本全部的浓缩油墨保留在传送器上；

c）通过油墨移除装置从传送器上移除浓缩墨并且将浓缩油墨转移至储藏桶。

本发明的发明人发现，本发明的方法和设备的实施例可以用来连续地生产浓缩的静电油墨。在批量过程中生产浓缩的静电油墨是更加有效的。此外，本发明的方法和设备的实施例可以用来将具有少量重量百分比起始固体含量的油墨浓缩至40重量百分比或更高。本发明还避免使用离心机的需要，一些离心机可以具有大的占用空间并且是购买花费贵的设备。

用于静电印刷过程的油墨

用于静电印刷过程的油墨包括位于液体载体中的带电性颗粒。带电性颗粒可以包括树脂和着色剂或颜料。

树脂优选地包括热塑性聚合物。具体地，树脂的聚合物可以选自以下物质：乙烯丙烯酸共聚物；甲基丙烯酸共聚物；乙烯乙酸乙烯酯共聚物；乙烯（例如80wt%至99.9wt%）、甲基丙烯酸或丙烯酸的烷基（例如Cl至C5）酯（例如0.1wt%至20wt%）的共聚物；乙烯（例如80wt%至99.9wt%）、丙烯酸或甲基丙烯酸（例如0.1wt%至20.0wt%）和甲基丙烯酸或丙烯酸的烷基（例如C1至C5）酯（例如0.1wt%至20wt%）的共聚物；聚苯乙烯；全同立构的聚丙烯（晶体）；乙烯丙烯酸乙酯；聚酯；聚乙烯基甲苯；聚酰胺；苯乙烯/丁二烯共聚物；环氧树脂；丙烯酸树脂（例如丙烯酸或甲基丙烯酸和至少一种丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯的共聚物，其中烷基可选地为l至约20个碳原子的，如甲基丙烯酸甲酯（例如50wt%至90wt%）/甲基丙烯酸（例如0wt至20wt%/丙烯酸乙基己基酯（例如10wt%至50wt%））；乙烯-丙烯酸酯三聚物：乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐（MAH）或甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）三聚物；乙烯-丙烯酸离聚物和它们的组合。

通常，液体载体充当油墨中其它成分的分散介质。例如，液体载体可以包括或者可以是烃、硅油、植物油等。液体载体可以包括但不限于绝缘的、非极性的、用作调色剂颗粒的介质的无水液体。液体载体可以包括具有超过大约10⁹欧姆-厘米的电阻率的化合物。液体载体可以具有低于大约30，可选地低于大约10，可选地低于大约5，可选地低于大约3的介电常数。液体载体可以包括但不限于烃。烃可以包括但不限于：脂族烃、异构化的脂族烃、支链脂族烃、芳香烃和它们的组合。液体载体的实施例包括但不限于：脂族烃、异链烷烃化合物、链烷烃化合物和脱芳构化烃化合物等。具体地，液体载体可以包括但不限于：Isopar-G^TM、Isopar-H^TM、Isopar-L^TM、Isopar-M^TM、Isopar-K^TM、Isopar-V^TM、Norpar12^TM、Norpar13^TM、Norpar15^TM、Exxol D40^TM、Exxol D80^TM、Exxol D100^TM、Exxol D130^TM以及Exxol D140^TM（每个由埃克森公司销售）；Teclen N-16^TM、Teclen N-20^TM、Teclen N-22^TM、Nisseki NaphthesolL^TM、Nisseki Naphthesol M^TM、Nisseki Naphthesol H^TM、#0Solvent L^TM、#0Solvent M^TM、#0Solvent H^TM、Nisseki Isosol300^TM、Nisseki Isosol400^TM、AF-4^TM、AF-5^TM、AF-6^TM以及AF-7^TM(每个由新日本石油株式会社（NIPPON OIL CORPORATION）销售)；IP Solvent1620^TM以及IP Solvent2028^TM(每个由日本出光石油化学株式会社（IDEMITSU PETROCHEMICAL CO.,ltd.）销售)；Amsco OMS^TM以及Amsco460^TM(每个由美国矿物油精公司（AMERICAN MINERALSPIRITS CORP.）销售);以及Electron,Positron,New II,Purogen HF(100%合成萜烯)(由ECOLINK^TM销售)。本公开内容的液体载体和其它成分在美国专利6,337,168、美国专利6,070,042以及美国专利5,192,638中记载，它们的全部内容通过引用并入本文。

在实施例中，在步骤（a）中，液体载体构成油墨重量的大约20%至99.5%，可选地构成油墨重量的大约50%至99.5%。在另一实施例中，在步骤（a）中，液体载体构成油墨重量的大约40%至90%。在另一实施例中，在步骤（a）中，液体载体构成油墨组合物重量的大约60%至80%。在另一实施例中，在步骤（a）中，液体载体可以构成静电油墨组合物的大约90%至99.5%，可选地构成静电油墨组合物的大约95%至99%。

用于静电印刷过程的油墨可以包括颜料。带电性颗粒可以包括颜料。颜料可以是与液体载体相容的且可用于静电印刷的任何颜料。例如，颜料可以作为颜料颗粒存在，或者可以包括树脂（除本文描述的聚合物以外）和颜料。树脂和颜料可以是本领域已知的通常使用的那些树脂和颜料中的任何树脂和颜料。例如，由赫克斯特（Hoechst）公司提供的颜料包括永固黄DHG、永固黄GR、永固黄G、永固黄NCG-71、永固黄GG、汉沙黄RA、汉沙亮黄5GX-2、汉沙黄X、 YELLOW HR、 YELLOW FGL、汉沙亮黄10GX、永固黄G3R-01、 YELLOW H4G、 YELLOW H3G、ORANGE GR、 SCARLET GO、永固宝石红F6B；由太阳化学（Sun Chemical）公司提供的颜料包括L74-1357黄、L75-1331黄、L75-2337黄;由凯佰（Heubach）提供的颜料包括 YELLOW YT-858-D；由汽巴-嘉基（Ciba-Geigy）提供的颜料包括 YELLOW3G、 YELLOW GR、YELLOW8G、 YELLOW5GT、 RUBINE4BL、MAGENTA、 SCARLET、 VIOLET、RED、 VIOLET；由BASF提供的颜料包括 LIGHT YELLOW、 ORANGE、 BLUE L690IF、 BLUE TBD7010、 BLUE K7090、 BLUEL710IF、 BLUE L6470、 GREEN K8683、 GREEN L9140;由莫贝（Mobay）提供的颜料包括 MAGENTA、 BRILLIANT SCARLET、 RED6700、 RED6713、 VIOLET；由卡博特（Cabot）提供的颜料包括MaroonB NS BLACK、 NSX76、 L；由杜邦（DuPont）提供的颜料包括并且由保罗乌驰（Paul Uhlich）提供的颜料包括BK8200。

用于静电印刷过程的油墨可以包括电荷引导剂。将电荷引导剂添加至液体载体，以便保持油墨颗粒上的充足静电电荷。例如，电荷引导剂可以包括简单盐的纳米颗粒以及具有通式MA_n的磺基琥珀酸盐的纳米颗粒，其中M是金属，n是M的化合价，并且A是通式[R₁-O-C(O)CH₂CH(SO₃-)OC(O)-O-R₂]的离子，其中R₁和R₂中的每个是烷基，或者可见于WO2007130069中的其它带电成分，该WO2007130069通过引用整体并入本文。此外，电荷引导剂化合物包括离子化合物，具体地是脂肪酸金属盐、磺基-琥珀酸金属盐、磷氧酸金属盐、烷基苯磺酸金属盐、芳香族羧酸或者磺酸金属盐以及两性离子化合物以及非离子化合物，如聚氧乙烯化的烷基胺、卵磷脂、聚乙烯吡咯烷酮、多价醇的有机酸酯等。本文使用的电荷引导剂可以是本领域已知的任何电荷引导剂，如在美国专利No.5,346,796中描述的那些，该美国专利通过引用整体并入本文。

静电油墨组合物可以包括一种或多种添加剂，例如电荷佐剂、蜡、表面活性剂、生物杀灭剂、有机溶剂、黏度调节剂、用于pH调整的物质、螯合剂、防腐剂、相容性添加剂、乳化剂等。

带电性传送器

带电性传送器可以是能够支撑并移动用于静电印刷过程的油墨的并且可以被施加电势的任何适合的传送器。当被充电时，即当在带电性传送器与电极之间施加电势时，传送器被调整为使带电性颗粒附着至传送器。

传送器通常具有形成环的连续表面。在实施例中，传送器呈可旋转鼓形式，其中可旋转鼓外表面用来支撑用于静电印刷过程的油墨。鼓可以围绕轴线旋转，该轴线可以以任何期望的角定位。在实施例中，鼓的轴线是水平的。鼓可以是任何适合的形状，但是优选地是其中旋转轴线形成圆筒的轴线的圆筒型。

在可替代实施例中，带电性传送器呈由适合的机构（如一个或多个辊子）驱动的传送带形式。

带电性传送器可以包括金属。金属可以选自但不限于以下金属：钢、铝和铜以及包括这些金属中任何金属的合金。带电性传送器可以包括具有由非金属材料构成的表面覆盖层的金属基板，例如鼓，非金属材料可以是非金属的、弹性的或非弹性的材料。非金属的非弹性的材料可以选自金属氧化物和含碳的涂层，如类金刚石碳涂层。弹性材料可以包括选自氯丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、EPDM橡胶、聚氨酯橡胶、环氧树脂橡胶、丁基橡胶、含氟弹性体（如可商业获得的维东(Viton)）以及聚氨酯的材料。弹性材料可以进一步包括电阻率控制剂，电阻率控制剂可以分散在弹性材料中，并且电阻率控制剂可以选自离子材料、金属或碳。离子材料可以是季氨化合物。可以分散在弹性材料中的电阻率控制剂可以选自有机染料、有机颜料、有机盐、聚合电解质、无机盐、可塑剂、无机颜料、金属颗粒、电荷转印配合物或用弹性材料（如聚氨酯）产生电荷转印配合物的材料。电阻率控制剂可以以表面覆盖层的0.1wt%至6wt%的量存在，可选地其余的重量百分比是弹性材料。电阻率控制剂优选是季铵化合物，例如具有式(NR1'R2'R3'R4)X'的化合物，其中R¹'、R²'、R³'and R⁴均是独立的烃族，该烃族包括但不限于烷基族或芳基族，并且其中烷基是取代的或未取代的、支链的或直链的、饱和的或未饱和的，并且X'是阴离子，如卤化物。季铵化合物的示例包括但不限于四庚基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、苄基三甲基氯化铵。在实施例中，电阻率控制剂是锂盐。

带电性传送器优选地包括具有由金属氧化物构成的表面覆盖层的金属基板（例如鼓），可选地金属基板的金属和金属氧化物的金属相同。表面覆盖层可以具有至少5μm的厚度，优选至少10μm的厚度，优选至少15μm的厚度，更优选至少25μm的厚度。在实施例中，表面覆盖层可以具有5μm至100μm的厚度，可选地20μm至80μm的厚度，可选地30μm至70μm的厚度，可选地45μm至60μm的厚度。在一实施例中，带电性传送器包括金属基板，该金属基板具有由金属氧化物组成的经阳极电镀的表面涂层，该表面涂层可选地具有至少5μm的厚度，优选地具有至少10μm的厚度，优选地具有至少15μm的厚度，更优选地具有至少25μm的厚度。在一实施例中，带电性传送器包括金属基板，该金属基板具有由金属氧化物组成的经阳极电镀的表面涂层，该表面涂层具有5μm至100μm的厚度，可选地具有20μm至80μm的厚度，可选地具有30μm至70μm的厚度，可选地具有45μm至60μm的厚度。在一实施例中，带电性传送器包括铝基板，该铝基板具有包括氧化铝的经阳极电镀的表面涂层。经阳极电镀的表面涂层优选地是类别III的经阳极电镀的涂层，其在本领域中有时被称为经阳极电镀的硬涂层，这是由硬阳极电镀或工程阳极电镀形成的涂层。用于执行类别III阳极电镀或硬阳极电镀的方法是本领域已知的，并且用于这样的阳极电镀的标准可以在例如MIL-A-8625类别III、AMS2469H、BS ISO10074:2010以及BS EN2536:1995中找到，这些规范全部通过引用整体并入本文。本发明的发明人已经发现对金属带电性传送器的表面进行硬阳极电镀产生具有优良电阻率的传送器，该传送器可以适当地控制从传送器至静电油墨组合物的颗粒的电荷传递。

带电性传送器可以具有任何适当的尺寸。在实施例中，带电性传送器具有沿横穿其表面与其表面的移动方向垂直的方向测量的至少40cm的宽度，可选地至少50cm的宽度，可选地至少60cm的宽度，可选地至少70cm的宽度，可选地至少1m的宽度，可选地40cm至2m的宽度，可选地50cm至150cm的宽度。在一实施例中，带电性传送器是或者包括呈圆筒形式的可旋转鼓，其中该圆筒具有沿横穿其表面与其表面的移动方向垂直的方向（即平行于圆筒的轴线）测量的至少40cm的宽度，可选地至少50cm的宽度，可选地至少60cm的宽度，可选地至少70cm的宽度，可选地至少1m的宽度，可选地40cm至2m的宽度，可选地50cm至150cm的宽度。在一实施例中，带电性传送器是或者包括呈圆筒形式的可旋转鼓，其中该圆筒具有至少40cm的直径，可选地至少50cm的直径，可选地至少60cm的直径，可选地至少70cm的直径，可选地至少1m的直径，可选地40cm至2m的直径，可选地50cm至150cm的直径。在一实施例中，圆筒的宽度与圆筒的直径的比率是2:1至1:2。

带电性传送器优选地具有电阻率为大约1×10⁹至1×10¹¹欧姆·厘米的表面，优选地电阻率为大约1×10¹⁰欧姆·厘米的表面。

第一电极

第一电极可以是能够在带电性传送器与第一电极之间施加电势的任何适合的电极。电极相对于带电性传送器可以是固定的。第一电极的形状可以至少部分地对应于带电性传送器的至少一部分的形状。例如，如果带电性传送器是具有轴线的圆筒，则电极可以具有形成圆形的一部分的截面，该圆形的中心与该圆筒的中心相同。在实施例中，如果带电性传送器是具有轴线的圆筒，则电极可以具有形成圆筒形状一部分的内表面，该圆筒形状的轴线与该带电性传送器的圆筒的轴线相同。

在可替代实施例中，第一电极可以呈辊或传送带的形式，该辊或传送带具有能沿与带电性传送器的表面相同的方向移动的表面。

电极可以包括任何导电材料，该导电材料包括但不限于金属和碳。电极可以包括选自铜、铝和钢的金属。

第一电极与带电性传送器之间的最短距离优选地是0.5mm至5mm，可选地0.5mm至2mm，可选地0.8mm至1.2mm。

在第一方面的方法中，施加电势，使得油墨附着至带电性传送器。电势优选地是500V或更高，可选地1000V或更高，优选地2000V或更高，优选地3000V或更高。电势可以是500V至7000V，可选地1000V至7000V，可选地3000V至6000V。

在该方法中，传送器的表面可以以1厘米/秒至100厘米/秒的速度行进，优选地5厘米/秒至50厘米/秒的速度行进，优选地10厘米/秒至30厘米/秒的速度行进。

带电性传送器与第一电极之间的最近点之间的电势梯度可以是大约1×10⁴V/m至大约1×10⁷V/m，可选地大约1×10⁵V/m至大约1×10⁶V/m，可选地大约2×10⁵V/m至8×10⁵V/m，可选地大约3×10⁵V/m至6×10⁵V/m。通过确定在带电性传送器与第一电极之间施加的电压并且除以在带电性传送器和第一电极的最近点处带电性传送器与第一电极之间的电压，计算梯度电势。

第一电极可以放置在带电性传送器下面，其中在第一电极与带电性传送器之间具有形成间隙的间隔。该方法可以使用于静电印刷过程的油墨至少部分地填充带电性传送器与第一电极之间的间隙，并且在步骤（b）中施加电势，使得油墨附着至带电性传送器。

移动表面

该方法包括在传送器上传送油墨以经过移动表面，其中油墨接触移动表面并且在传送器与移动表面之间施加电势，使得将带电性颗粒布置为移向传送器，并且移除一些液体载体，以增加传送器上液体载体中的带电性颗粒的浓度，从而在传送器上形成浓缩油墨。

移动表面形成移动本体的外表面，移动本体可以呈鼓或传送带的形式，如本文描述的。移动表面可以形成由辊驱动的鼓或传送带的一部分。移动表面和移动表面形成其一部分的本体可以被偏置，使得能够在移动表面与带电性传送器之间施加电势。移动表面可以被认为是第二电极的一部分。

在一实施例中，移动表面形成可旋转鼓的外表面。具有移动表面的鼓可以绕轴线旋转，该轴线可以以任何期望的角定位。在一实施例中，具有移动表面的鼓的轴线是水平的。具有移动表面的鼓可以是任何适合的形状，但优选是旋转轴线形成圆筒的轴线的圆筒形。

在可替代实施例中，移动表面形成由适合的机构（如一个或多个辊）驱动的传送带的外表面。

具有移动表面的移动本体可以包含金属。在一实施例中，具有移动表面的移动本体可以包括具有表面覆盖层的金属，其中该表面覆盖层包括弹性材料。例如，具有移动表面的移动本体可以包括具有金属芯的鼓，其中该金属芯的外表面层包含弹性材料。金属可以选自但不限于钢、铝和铜。表面覆盖层或外表面层可以包含弹性材料以及电阻率控制剂，电阻率控制剂可以分散在弹性材料中。电阻率控制剂可以用来提高或降低弹性材料的电阻率（与不含电阻率控制剂的相同材料相比）。弹性材料可以包括选自氯丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、EPDM橡胶、聚氨酯橡胶、环氧树脂橡胶、丁基橡胶、含氟弹性体（如可商业获得的维东(Viton)）以及聚氨酯的材料。

可以分散在弹性材料中的电阻率控制剂可以选自离子材料、金属或碳。离子材料可以是季氨化合物。可以分散在弹性材料中的电阻率控制剂，可以选自有机染料、有机颜料、有机盐、聚合电解质、无机盐、可塑剂、无机颜料、金属颗粒、电荷转印配合物或用弹性材料（例如聚氨酯）产生电荷转印配合物的材料。电阻率控制剂可以以表面覆盖层的0.1wt%至6wt%的量存在，可选地其余的重量百分比是弹性材料。电阻率控制剂优选是季铵化合物，例如具有式(NR1'R2'R3'R4)X'的化合物，其中R¹'、R²'、R³'和R⁴均是独立的烃族，该烃族包括但不限于烷基族或芳基族，并且其中烷基是取代的或未取代的、支链的或直链的、饱和的或未饱和的，并且X'是阴离子，如卤化物。季铵化合物的示例包括但不限于四庚基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、苄基三甲基氯化铵。在实施例中，电阻率控制剂是锂盐。

如果移动表面是包含具有金属芯的鼓的移动本体，同时金属芯具有包含弹性材料的外表面层，那么鼓的表面的电阻率优选地是1×10⁵欧姆·米至1×10⁸欧姆·米，可选地1×10⁶欧姆·米至1×10⁷欧姆·米，当在相接触的辊和金属杆之间测量时，沿具有大约340mm的辊的总接触区域是大约1cm。

在一实施例中，带电性传送器包括具有由非金属的弹性材料构成的表面覆盖层的金属基板，例如鼓；并且具有移动表面的移动本体包含具有由非金属的非弹性材料构成的表面覆盖层的金属基板，例如鼓。在优选实施例中，带电性传送器包括具有由非金属的非弹性材料构成的表面覆盖层的金属基板，例如鼓；并且具有移动表面的移动本体包含具有由非金属材料构成的表面覆盖层的金属基板，例如鼓，其中该非金属材料可以是非金属的弹性材料。

在一实施例中，在带电性传送器周围布置多个移动表面。例如，第一传送器可以包括第一鼓，并且在第一鼓周围布置具有移动表面的多个第二鼓。例如，第一传送器可以包括第一鼓，并且在第一鼓周围布置至少两个具有移动表面的第二鼓，可选地至少三个具有移动表面的第二鼓，可选地至少四个具有移动表面的第二鼓。表面覆盖层优选地具有107欧姆·厘米至1011欧姆·厘米的电阻率。移动表面上的表面覆盖层可以具有0.001mm至20mm的厚度，可选地0.05mm至10mm的厚度，可选地1mm至10mm的厚度，可选地1mm至3mm的厚度，可选地3mm至8mm的厚度。具有移动表面的移动本体可以如在US3,863,603（见磁刷滚动的描述）和US3,959,574（见可偏置传递构件的描述）中描述的那样构造，这两个美国专利通过引用整体并入本文。

优选地，带电性传送器的表面和移动表面在它们彼此最接近的点以相同的相对速度并且沿相同的方向行进。在该方法中，传送器的表面和移动表面可以以1厘米/秒至100厘米/秒的速度行进，优选地以5厘米/秒至50厘米/秒的速度行进，优选地以10厘米/秒至30厘米/秒的速度行进。

在该方法中，在传送器与移动表面之间施加电势，使得将带电性颗粒布置为移向传送器并且移除一些液体载体，来提高传送器上的液体载体中的带电性颗粒的浓度，从而在传送器上形成浓缩油墨。在传送器与移动表面之间施加的电势可以小于在电极与带电性传送器之间施加的电势。在传送器与移动表面之间施加的电势可以处于300V至4000V的范围内，可选地处于300V至2000V的范围内，可选地处于300V至1500V的范围内，可选地处于500V至1200V的范围内，可选地处于600V至1100V的范围内，可选地处于700V至1000V的范围内，可选地处于800V至900V的范围内。

在该方法中，在带电性传送器上形成浓缩油墨之后，传送器和移动表面然后彼此分开，使得大致全部的浓缩油墨保留在传送器上。在实施例中，“大致全部的浓缩油墨”表示浓缩油墨中的至少90wt%的颗粒，可选地至少95wt%的颗粒，可选地至少99wt%的颗粒附着至带电性传送器。优选地，仅十分少量的浓缩油墨，可选地没有浓缩油墨被传递至移动表面。在一实施例中，“十分少量”表示浓缩油墨中10wt%或更少的颗粒，可选地5wt%的颗粒，可选地1wt%或更少的颗粒被传递至移动表面。

优选地，带电性传送器或移动表面都不是照片成像板，或者都不是照片成像板的一部分。

气体流

该方法可以进一步包括使一种或多种气体（例如空气）流对准带电性传送器上的静电油墨。可以在静电油墨已经接触移动表面之前、期间和/或之后，使气体流对准带电性传送器上的静电油墨。因此，可以在静电油墨已经浓缩之前或之后，或者在与移动表面有关的浓缩步骤期间，使气体流对准带电性传送器上的静电油墨。在一实施例中，以与带电性传送器的、布置静电油墨的表面垂直的角度起0至30°，使气体流对准带电性传送器上的静电油墨。在一实施例中，以与带电性传送器的、布置静电油墨的表面垂直的角度起0至20°，可选地0至10°，可选地0至5°，可选地大约0°，使气体流对准带电性传送器上的静电油墨。例如，如果带电性传送器包括呈圆筒形式的鼓，则在该方法期间，可以以从圆筒的半径起0至30°的角度，使气体流对准圆筒。

在一实施例中，一种或多种气体的流可以由一个或多个气刀产生。气刀是技术人员已知的。

一种或多种气体（例如空气）流可以具有至少50m/s，可选地至少80m/s，可选地至少100m/s的移动气体速度。一种或多种气体（例如空气）流可以具有50m/s至200m/s，可选地80m/s至150m/s，可选地100m/s至120m/s的移动气体速度。

一种或多种气体流优选地具有低于60℃的温度，可选地低于50℃的温度，可选地低于40℃的温度，可选地低于30℃的温度。一种或多种气体流优选地具有10℃至60℃的温度，可选地15℃至50℃的温度，可选地20℃至40℃的温度，可选地20℃至30℃的温度。

已经发现气体流进一步浓缩油墨，而不会明显影响树脂颗粒的完整度。

移除浓缩油墨

该方法包括从传送器上移除浓缩油墨并且将其转移至储藏桶。移除优选地是通过从带电性传送器的表面刮除油墨。刮除可以通过在带电性传送器的表面附近，可选地与带电性传送器的表面接触，放置固定构件（例如板或刀片）来实现。板或刀片优选地跨带电性传送器的全部宽度延伸，该宽度通常垂直于带电性传送器的表面的行进方向。固定构件可以包括任何适合的材料，包括但不限于金属或塑料。

储藏桶可以是为用于静电印刷过程的油墨所用的任何适合的容器。在一实施例中，将油墨转移至储藏容器，然后将储藏容器密封。然后，可以根据需要运输包含用于静电印刷过程的油墨的密封储藏容器，例如运输至可能发生印刷的另一场所。

可选地，该方法可以进一步包括在产生浓缩油墨并且将其转移至储藏桶，可选地将油墨转移至另一场所之后，然后利用载体介质对其进行稀释，来降低以重量百分比为单位的固体含量（例如从30wt%或更高，可选地40wt%或更高的固体含量稀释至10wt%或更低，可选地5wt%或更低的固体含量），然后将油墨应用于静电印刷过程中。

在过程的步骤（c）结束时，浓缩油墨可以包括按重量30%或更多的固体，可选地按重量35%或更多的固体，可选地按重量40%或更多的固体。

静电印刷过程可以包括：提供浓缩油墨，可选地用载体介质对油墨进行稀释，来降低以重量百分比为单位的固体含量（例如从30wt%或更高，可选地40wt%或更高的固体含量稀释至10wt%或更低，可选地5wt%或更低的固体含量）；在表面上形成潜在静电图像；使表面接触油墨，使得颗粒中的至少一些颗粒附着至表面，以在表面上形成经显影的调色剂图像，并且将调色剂图像转印至印刷基板。

其上形成有潜在静电图像的表面可以位于旋转构件（例如呈圆筒形式）上。其上形成有潜在静电图像的表面可以形成照片成像板（PIP）的一部分。接触可以包含在固定电极与旋转构件之间传递第一方面的静电组合物，旋转构件可以是其表面上具有潜在静电图像的构件，或者是与其上具有潜在静电图像的表面接触的构件。在固定电极与旋转构件之间施加电压，使得颗粒附着至旋转构件的表面。这可以包括使静电油墨组合物受具有1000V/cm或更高的场梯度的电场，可选地1500V/cm或更高的场梯度的电场的作用。

中间转印构件可以是旋转柔性构件，该旋转柔性构件可选地被加热至例如80℃至160℃的温度。印刷基板可以是任何适合的基板。该基板可以是能够在其上印刷图像的任何适合基板。该基板可以包含从有机材料或无机材料中选择的材料。该材料可以包含天然的聚合材料，例如纤维素。该材料可以包含合成的聚合材料，例如由亚烃基单体（alkylenemonomer）以及诸如苯乙烯-聚丁二烯（styrene-polybutadiene）的共聚物形成的聚合物，亚烃基单体包括但不限于聚乙烯和聚丙烯。聚丙烯可以可选地是双轴向的聚丙烯。该材料可以包含可采用片形状的金属。该金属可以选自或由例如铝（Al）、银（Ag）、锡（Sn）、铜（Cu）以及它们的混合物制成。在一实施例中，印刷基板包括纤维素纸。在一实施例中，纤维素纸被涂有聚合材料，例如由苯乙烯-丁二烯树脂构成的聚合物。可选地，纤维素纸具有用聚合材料接合至纤维素纸的表面（在用油墨印刷之前）的无机材料，其中无机材料可以选自例如高岭石或碳酸钙。印刷基板可选地是纤维质印刷基板，如纸。纤维质印刷基板可选地是有涂层的纤维质印刷基板，例如其上具有聚合材料的涂层。

现在将描述本发明的设备和方法的实施例。

图1示意性示出用于浓缩用于静电印刷过程的油墨的设备。该设备包括呈第一鼓1的形式的带电性传送器、位于鼓1下方的呈弯曲板形式的电极2、具有表面3A的两个第二鼓3、多个气刀4、刮板5以及储藏桶6。

第一鼓1具有直径D¹，并且第二鼓3均具有直径D³。直径D³基本与直径D¹相同或小于直径D¹。

如可以看到的，电极2呈板的形状，其中该板具有与第一鼓1的形状对应的曲率。该板形成弯曲，该弯曲如果被延伸则会形成具有与第一鼓1的轴线一致的轴线的圆柱面。第一鼓可以如本文所描述的。在一实施例中，鼓具有由金属（例如铝）构成的芯以及由经阳极电镀的金属构成的表面涂层。

在没有用于静电印刷过程的油墨的情况下，每个第二鼓的表面与第一鼓的表面接触。每个第二鼓具有由金属构成的芯以及由弹性材料（例如聚氨酯）构成的涂层，在弹性材料中可选地分散电阻率控制剂，如季胺。

气刀4位于两个第二鼓3之间。从最上方的第二鼓3起逆时针地设置另三个气刀4。对每个气刀的方位进行调整，使得空气流沿鼓1的圆筒的半径对准鼓的表面。可选地，在电极2与最下方的第二鼓3之间设置又一气刀，使得带电性传送器上的油墨在离开电极与带电性传送器之间的间隙之后受到来自该又一气刀的气体（例如空气）流的作用。

呈金属刀片形式的刮板5通过偏置机构（例如弹簧（未示出））被偏置为靠在第一鼓1上。

储藏桶6位于金属刀片5下方。

在使用时，将应用于静电印刷过程中用的油墨在如箭头A所示的点处馈送到第一鼓1与电极2之间的间隙内。在电极2与鼓1之间施加电势V1，使得油墨中的颗粒连同其中分散有颗粒的一些液体载体一起移向鼓1的表面并且附着至鼓1的表面，以在第一鼓1的表面上形成油墨层。第一鼓逆时针旋转，使得油墨移向第二鼓3。第二鼓3旋转，使得第二鼓3的表面以与第一鼓1的表面相同的速度在它们的接触点处运动。在第一鼓1与第二鼓3之间施加电势V2，使得颗粒被吸向第一鼓并且远离第二鼓。第二鼓3接触第一鼓表面上的油墨，并且起到从油墨中去除一些液体载体的作用，同时许多（若非全部）固体与剩余的液体载体一起仍附着在第一鼓的表面上。这在第一鼓的表面上产生了浓缩油墨。

然后，浓缩油墨经过由气刀产生的空气流，空气流起到蒸发更多液体载体的作用，这再一次进一步浓缩第一鼓1的表面上的油墨。然后，油墨移向另一第二鼓3并且经过另一第二鼓3。在该另一第二鼓3与第一鼓1之间施加电势V3，再次使得颗粒被吸向第一鼓的表面并且远离该另一第二鼓3。移除油墨中的更多液体载体，这进一步浓缩第一鼓表面上的油墨。

然后，浓缩油墨经过来自三个另外气刀的三个另外的空气流，这进一步浓缩油墨。然后，浓缩油墨到达刀片5，刀片5通过如弹簧的设备被迫使抵靠第一鼓1的表面。

刀片用来从第一鼓1的表面刮掉浓缩油墨（箭头B处）。对刀片的方位进行调整，使得浓缩油墨然后向下滑向储藏桶6。

然后，按需要对浓缩油墨进行封装和存储。可以将浓缩油墨运输至另一场所，例如具有用于静电印刷的设备的场所，然后将浓缩油墨用于该静电印刷。如果需要，可以通过添加液体载体对浓缩油墨进行稀释，然后在静电印刷过程中使用。

示例

下面的示例图示当前构造和方法的对发明人目前是已知的多种变形。然而，应当理解，下面的内容仅仅是这些构造和方法的原理的示例性或说明性应用。在不背离本发明构造和方法的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以设计多种改变和可替代构造和方法。所附权利要求旨在涵盖这样的改变和布置。因此，尽管上面已经具体地描述了本发明的方法和设备，但是下面的示例提供与目前被认为可接受的内容相关的更多细节。

本发明的发明人在实验室规模的设备上执行本发明的方法的实施例，该实验室规模的设备与图1所示的和上面描述的那个颇相似，但是具有一定区别，这将在下面描述。它们使用铝鼓作为第一鼓，该铝鼓被硬阳极电镀来产生最佳电阻率。该鼓上的硬阳极电镀涂层的厚度是45微米至60微米。

铝鼓位于箱的上部，箱充当该设备的所有组件的外壳。第一鼓1的尺寸如下：

直径-70毫米

宽度-70毫米

相邻电极2的长度是600毫米，且其距离该鼓0.8毫米至0.9毫米。

充当第二鼓3的导电橡胶橡皮辊沿其施加机械应力和电偏置的全部工作宽度与第一鼓1接触。导电橡胶橡皮辊具有金属芯，该金属芯具有3mm厚的聚氨酯涂层，聚氨酯已经被灌注了铵盐（可从BASF获得的Larostat）。第二鼓3具有与第一鼓1大致相同的直径。

金属刀片5充当刮刀，并且用弹簧压紧至橡皮辊后面的鼓，以收集被浓缩的材料。在该实施例中，没有更多第二鼓，也没有任何气刀。

过程速度，即第一鼓的表面速度，在该测试期间是200毫米/秒。

电极2与第一鼓1之间的电势是3000V，该电极充当阴极，该鼓充当阳极。第二鼓（橡皮辊）与第一鼓之间的电势是840V。

从以重量百分比为单位的总固体含量角度，使用标准的湿度分析器赛多利斯（Sartorius）MA150测量浓缩前和浓缩后的油墨浓度。

通过对在预限定时间期间从预限定宽度收集的调色剂量进行称重，来测量设备的生产率。

从惠普公司可购得的商用静电油墨—青色Electrolnk EI4.5用于这些测试；这种油墨包含天然（含卵磷脂）的电荷引导剂，电荷引导剂在树脂颗粒上传递负电荷。所供应的油墨具有22wt%至24wt%的固体含量。对于这些测试而言，首先通过添加Isopar L液体（可从埃克森美孚购得）将油墨稀释至期望的固体含量（通常11wt%或更低的固体含量，见图2的“初始浓度”）。然后，将具有期望固体含量的油墨馈送穿过上面提到的设备。

测试结果在图2和图3中示出。如可以看到的，具有单个第二鼓的设备可以将油墨从单数位的浓度浓缩至大于30wt%固体的浓度。

尽管已经关于特定实施例描述本发明，但是本领域技术人员将理解，可以在不背离本公开的精神的情况下进行各种修改、变化、省略和替换。因此，本发明旨在仅由下面的权利要求的范围限制。除非另外说明，否则任何从属权利要求的特征可以与其它从属权利要求中任一从属权利要求的特征结合。

Claims (15)

1.一种用于浓缩用于静电印刷过程的油墨的方法，其中该方法包括以下步骤：

(a)提供用于静电印刷过程的所述油墨，所述油墨包括位于液体载体中的带电性颗粒；

(b)在带电性传送器与第一电极之间传送所述油墨，其中施加电势使得所述油墨附着至所述带电性传送器；

(c)在所述带电性传送器上传送所述油墨以经过移动表面，其中所述油墨接触所述移动表面，并且在所述带电性传送器与所述移动表面之间施加电势，使得将所述带电性颗粒布置为移向所述带电性传送器，并且移除所述液体载体中的一些液体载体，以增加所述带电性传送器上的液体载体中所述带电性颗粒的浓度，从而在所述带电性传送器上形成浓缩油墨，然后所述带电性传送器和所述移动表面彼此分离，使得基本全部的浓缩油墨保留在所述带电性传送器上；

(d)从所述带电性传送器上移除所述浓缩油墨并且将所述浓缩油墨转移至储藏容器。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述带电性传送器是呈圆筒形式的可旋转鼓。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述鼓包括金属芯，该金属芯具有由非金属的弹性材料或非金属的非弹性材料构成的表面覆盖层。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述鼓包括铝芯，该铝芯具有类别III的经阳极电镀的表面覆盖层。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动表面形成呈可旋转鼓形式的移动本体的一部分。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述鼓具有金属芯，该金属芯具有包含弹性材料的外表面层。

7.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一电极与所述带电性传送器之间施加的电势是500V至6000V。

8.根据权利要求1所述的方法，其中在所述带电性传送器与所述第一电极之间的最近点之间的电势梯度是1×10⁴V/m至1×10⁷V/m。

9.根据权利要求1所述的方法，其中在所述带电性传送器与所述移动表面之间施加的电势是300V至4000V。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括使一个或多个气体流对准所述带电性传送器上的静电油墨。

11.根据权利要求1所述的方法，其中以与所述带电性传送器的、其上布置有静电油墨的表面垂直的角度起0至30°，使气体流对准所述带电性传送器上的静电油墨。

12.一种用于浓缩用于静电印刷过程的油墨的设备，该设备包括带电性传送器、第一电极、移动表面、浓缩油墨移除装置和储藏装置，该设备被配置为执行包括以下步骤的方法：

a)在所述带电性传送器与所述第一电极之间传送用于静电印刷过程的油墨，其中所述油墨包括位于液体载体中的带电性颗粒，并且施加电势使得所述油墨附着至所述带电性传送器；

b)在所述带电性传送器上传送油墨以经过所述移动表面，其中所述油墨接触所述移动表面，并且在所述带电性传送器与所述移动表面之间施加电势，使得将所述带电性颗粒布置为移向所述带电性传送器，并且移除所述液体载体中的一些液体载体，以增加所述带电性传送器上的液体载体中所述带电性颗粒的浓度，从而在所述带电性传送器上形成浓缩油墨，然后所述带电性传送器和所述移动表面彼此分离，使得基本全部的浓缩油墨保留在所述带电性传送器上；

c)通过所述油墨移除装置从所述带电性传送器移除所述浓缩油墨并且将所述浓缩油墨转移至所述储藏容器。

13.根据权利要求12所述的设备，其中所述带电性传送器是呈圆筒形式的可旋转第一鼓，所述移动表面形成一个或多个可旋转第二鼓的表面，每个可旋转第二鼓呈圆筒形式。

14.根据权利要求13所述的设备，其中所述第一鼓包括铝芯，该铝芯具有类别III的经阳极电镀的表面覆盖层，并且所述第二鼓具有金属芯，该金属芯具有包含弹性材料的外表面层。

15.根据权利要求12所述的设备，其中所述设备适于在所述第一电极与所述带电性传送器之间施加500V至6000V的电势，并且在所述带电性传送器与所述移动表面之间施加300V至4000V的电势。