Электрографический материал Советский патент 1983 года по МПК G03G5/02 

ел

о: , Изобретение относится к электрографическим материалам и может быть использовано для зариси и отображения информации в электрографических аппаратах. Известен электрографический материал, состоящий из электропроводной подложки и слоя для приема заряда, содержащего пигмент - окись цинка и полимерное связующее - поливинилбутираль 13; Однако материал обладает малой контрастностью изображения вследствие низкого потенциала зарядки, обусловленного наличием хеморорбированных молекул воды на поверхности пигмента. Известен также электрографический материал, состоящий из электропровод ной подложки и слоя для приема заря да, содержащего пигмент - двуокись кремния, гидрофобизатор пигмента на основе полиалкилсилоксана - октамети тетрациклосилоксан и полимерное связующее. . Полиалкилсилоксан вводится в мате риал химически связанным с двуокись кремния, на поверхность которой он н носится в процессе высокотемпературной обработки исходной ЯЮл парами октаметилтетрациклосилоксана. В качестве полимерного связующего слой для приема заряда содержит акриловые виниловые или стирольные полимеры. Этот материал обладает высоким по тенциалом зарядки, так как на поверх ности пигмента электропроводящие молекулы воды замещены на молекулы пол алкилсилоксана , препятствующие движе нию носителей заряда - электронов, через границу пигмент - связующееС. З Однако оптический контраст образу щегося на материале изображения недостаточен вследствие низкой кроющей способности и высокой прозрачности входящего в состав слоя для приема заряда пигмента.. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му положительному эффекту является электрографический материал, состоя щий из электропроводной подложки и слоя для приема заряда, содержащего пигмент, полимерное связующее и гидр фобизатор пигмента на основе полиалкилсилоксана . В качестве пигмента слой для прие заряда содержит смешанный окисел . Si Юл - титаноаэросил, а в качестве полиалкилсилоксана - полиалкихлорсилан. Полимерным связующим служат акриловые, виниловые или стирольные полимеры. Компоненты слоя для приема заряда содержатся при следующем количественном их соотношении, мас.%: ПигментIf. ,6-73,1 Полимерное связующее 25,0-83,0 Полиорганилсилоксан О, ,9 Полиалкилксилоксан водится в достав слоя для -приема заряда химически связанным с поверхностью смешанного окисла, на которую он наносится в процессе высокотемпературной обработки в газовой фазе t3 3. Недостатком данного материала является низкая разрешающая способность, обусловленная ограничением скорости записи информации на материале вследствие длительного времени, требующегося для зарядки материала коронным разрядом. Длительное время зарядки, материала определяется значительной емкостью слоя для приема заряда, что в свою редь связано с высокой аффективной диэлектрической проницаемостью входящего в состав слоя смешанного окисла St02-T 02. Целью изобретения является увеличение разрешающей способности материала при сохранении высокой контрастности изображения. Поставленная цель достигается тем, что в электрографическом материале, состоящем из электропроводной подложки и слоя для приема заряда, содержащего пигмент, полимерное связующее и гидрофобизатор пигмента на основе полиалкилсилоксана, слой для приема заряда в качестве гидрофобизатора пигмента содержит полиалкилгидросилоксан линейного или циклического строения с числом атомов углерода 1 - при следующем соотношении компонентов, мас.%:. . Пигмент 65,0-89,6 Полимерное связующее 10,8-30,0 Полиалкилгидросилоксан 0,2-5,0 При контактировании указанных полиалкилгидросилоксанов с поликристаллитами двуокиси титана и окиси цинка, являющихся пигментами с большой кроющей способностью, в среде.неполярного растворителя происходит химическое взаимодействие связи SI-Н

полиалкилгидросилоксана с гидратированными формами поверхности окисного пигмента.

Кроме того, полиалкилгидросилокса ны способны взаимодействовать с каппилярной- влагой, содержащейся в пигменте.

Такое взаимодействие приводит к замене гидратированных форм воды, находящихся на активных .центрах окислов на полиалкилгидросилоксан. Слой для приема заряда изготовленный по этому способу, может воспринимать и сохранять высокий потенциал зарядки, обладая при этом значительным оптическим контрастом, обусловленным высокой белизной и кроющей способностью входящего в состав слоя пигмента. В то же время, поскольку эффективная диэлектрическая проницаемость двуокией титана и окиси цинка ниже, чем у смешанного окисла SI02TI02, емкость изготовленного по этому способу слоя для приема заряда и, соответственно, время зарядки электрографического материала меньше, чем у известного, что и обуславливает повышение разрешающей способности материала при сохранении высокой контрастности изображения,

Кроме того, .предлагаемый способ обеспечивает упрощение технологического процесса изготовления материала, так как исключает стадию предварительной модификации пигмента и позволяет проводить указанную юдификацию во время приготовления суспензии слоя для приема заряда. Таким , образом, применение этого способа изготовления слоя для приема заряда позволяет сократить материальные и трудовые затраты и, следовательно, снизить себестоимость электрографического материала.

В качестве полиалкилгидросилокса.нов могут быть использованы выпускае Мые линейные полимети;1гидросилоксаны марок МН-1, МН-2 и МН-3 также линейные полиэтилгидросилоксаны марок ГКЖ-Э, ГКЖ-9 М, ЭДЭ и др.

В качестве, пигмента используют окись цинка и двуокись титана, а в качестве полимерного связущего - спирторастворимые смолы на основе, формальдегида, виниловые, акриловые, алкидные и стирольные полимеры или их смеси.

При использованииэлектрографического материала в электрографических

копировальных аппаратах слой для приема заряда может дополнительно содержать 0,01-0,5 .сенсибилизаторов от массы абсолютно, сухого пигмента. В качестве сенсибилизаторов используюи трифенилметановые и ксантеновые красители или их смеси, в частности бромфеноловый синий, бенгаль-ская роза, флоуресцеин, уранин, эритрозин эозин и др. .

При введении в состав слоя дл:я приема заряда сенсибилизаторов количественные соотношения основных компонентов не нарушаются.

Электрографический материал изготавливают следующим образом.

В шаровой мельнице в течение 7 ч диспергируют суспензию компонентов слоя Для приема заряда в неполярных растворителях, в частности в циклических углеводородах. На электропроводную подложку, имеющую удельное поверхностное сопротивление порядка Ю Ом с помощью поливочной установки с купающимся валиком наносят суспензи слоя для приема заряда, полностью удаляют растворитель сушкой в сушильном шкафу при 105°С в течение 5 мин, кондиционируют при относительной влажности воздуха 20% в течение 2 ч. Образцы электрографического материала заряжают коронным разрядом при напряжении короны 10 кВ на электрометрическом стенде и в динамическом режиме измеряют начальный потенциал и время зарядки. С помощью лейкометрё измеряют оптическую белизну рпбочей поверхности материала.

Пример 1. По описанной технологии изготавливают электрографичес-кий материал, слой для приема заряда которого содержит б5 мас. двуокиси титана, 15 мас,% меламиноформальдегид ной смолы марки К- 21-02, 15 мас.% поливинилбутираля марки ЛА и 5,0 мас. линейного полиметилгидросилоксана , марки МН-1.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 2. Изготавливают на-, териал, слой для приема заряда которого содержит 59 мас.% окиси цинка, 30 мае.% двуокиси титана, .0,2 мас. циклического полипропилгидроксилоксана, 5,0 мас.% алкидного полимера ГФ-090 и 5,8 мас.% по.пистирола.

Результаты испытаний приведены в таблице. 3. Изготавливают материал, при этом слой для приема заряда содержит 78 мас.% окиси цинка марки М-1,.2,5 масД линейного полиэтил гидроксилоксана марки ГКЖ-Э, 19,5 мас. акрилового полимера мар ки Лакрил-1001, Для светоочувстйления слоя для приемазаряда в него дополнительно вводят 0,01 мас.% бром фенолового синего и 0,01 -маеД флуоресцеина. Результаты испытаний приведены в таблице. Пример . Изготавливают- материал, слой для приема заряда которого содержит 70 масД двуокиси титана, 1,0 .мае.« циклического полиметилгидроксана, 19 мае. сополимера бутилметакрилата с метакриловой кислотой марки БМК-5 и 10 мас, меламиноформальдегидной смолы марки К- 21-02, Результаты испытаний приведены в. таблице. Пример 5. Изготавливают материал, слой для приема заряда которого содержит 82 мае. окиси цинка, 2,0 мас. линейного полмбутилгидросилоксана и 16 мас.% поливинилбутираля. С целью светоочувствления слоя для приема заряда в него дополнител но вводят 0,01 мае. бромфенолового синего и 0,015 мае. уранина. . Результаты испытаний приведены в таблице. . Пример 6. Изготавливают материал, слой для приема заряда которого содержит 30 мае. двуокиеи ти-, тана, 50 мае. окиси цинка, 0,7 мае. линейного полипропилгидрокеилокеана 19,3 мае. акрилового полимера, марки Лакрил-IOOt ; Результаты иепытаний приведены в таблице. . Пример 7. Изготавливают материал, слой для приема заряда которого содержит 85 мае. окиси цйнка, 3,0 мае. циклического полиэтилгидро силоксана и 12 мае. акрилового поли мера марки Лакрил-1001. В слой дополнительно вводят 0,03 мае. бенгальской розы. Результаты испытаний приведены в таблице.,. Пример 8. Изготавливают материал, слой для приема заряда которого содержит 68 мае. двуокиеи тита на, 1,5 мае. циклического полибутил 10 5 - 6 гидроксилоксана-и 30,5 мае. сополимера бутилметакрилата е метакриловой кислотой марки БМК-5. Результаты иепытаний приведены в таблице о П р и м е р 9 (контрольный). Изготавливают материал, слой для приема заряда которого.содержит 65 мае. двуокиси титана, 6 мае. линейного полиэтил гидросилоксана марки ГКЖ-9 М, 19 мае. фенолформальдегидной смолы марки ФСС-106 и 10 Мае. хлорированного П.ОЛИХЛОРвинила марки ПСХ-ЛС. : . Результаты иепытаний приведены в таблице. П р и м е р 10 {кoнтpoльный. Изготавливают материал, елой для приема заряда которого еодёржит 89 мае. двуокиеи титана, 0,1 мае. линейного по- лиэтилгидроеилоксана марки ГКИ-9 М, 7,9 мае. фенолформальдегидной емолы марки ФСС-106 и 3 мае. хлорированного полихлорвинила марки ПСХ-ЛС. Результаты иепытаний приведены в таблице. П р и м ер 11 (контрольный . Изготавливают материал, елой для приема заряда которого еодёржит 63 мае. окиси цинка, 5,0 мае. лиуейного полиметилгидросилоксана марки МН-1 и 32 мае. поливинилбутираля. Результаты испытаний приведены в таблице. П р и м е .р 12 (контрольный/. Изготавливают материал, елой для приема заряда которого еодёржит 91 мае. окиеи цинка, 0,2 мае. линейного полиметилгидросилокеана марки МН-1, 8,8 мае. поливинилбутираля. Результаты испытаний приведены в таблице. Пример 13 ( известныйh Навееку смешанного окисла с соотношением TIrSI t:10 термовакуумируют в течение 1 ч при 200 С и проводят в кон такт с 3 f паров диметилхлорсилана в атмосфере азота при 150°С, отдувают непрореагировавший .модификатор, а полученный продукт гидролизуют водой и прогревают в атмосфере азота в teмение 1 ч при 280%. На основе полученного пигмента изготавливают электрографический материал, елой для приема заряда которого содержит 70 мае, емещанного окисла TIOg-SFO-, 1,2 мае. диметилдихяореилана и 28,8 мае. полиетирола. Результаты испытаний приведены в таблице. Пример 14 (контрольный/. Изготавливают пигмент-обработкой пирогенной двуокиси кремния парлми окта- метилтетрациклосилоксана. На основе полученного пигмента по описанной5 технологии изготавливают материал, слой для приема заряда которого содержит 70 мас. двуокиси кремния. 2,2 масД октаметилтетрациклос-/1локс на и 27,8 масД полистирола. Результаты испытаний приведены в таблице..

Анализ результатов испытаний электрографического материала по при мерам 1-8 и 13 показывает, что разрешающая, способность предлагаемого материала возрастает за счет уменьше ния времени зарядки в 1,5-1,8 раз по

сравнению с известным. Контрастность изображения сохраняется на высоком уровне, как и у известного, что подтверждают данные оптиче :кой белизны :рабочей поверхности материала и потенциала зарядки. 910 , Сравнение свойств предлагаемого материала со свойствами материала nd контрольному примеру Н, в котором в качестве пигмента использована двуокись кремния, предварительно модифицированная парами октаметилтетрациклосилоксана, показывает, что в0ёмя зэрядки предлагаемого материала в 2 раза меньше, чем у контрольного, и таким образом значительно возросла его разрешающая способность, а контрастность изображения, оцененная белизной рабочей поверхности материала на 7,5-8,2 выше.контрольного при зна чительно высоком потенциале зарядки. Слой для приема заряда материала по контрольным призерам 9 и 10 лодер жит количества полиалкилгидросилоксанов, выходящие за пределы известных. Как видно из данных примеров, увеличение содержания полиалкилгидросилог ксана приводит к некоторому увеличению времени зарядки, что можно объяс25нить увеличением эффективной диэлектрической проницаемости слоя для приемо заряда. Уменьшение же содержания полиалкилгидросилоксана приводит к значительному понижению потенциала зарядки, а значит и к уменьшению контрастности изображения. В материале по контрольным примерам 11 и 12 слой для приема заряда содержит количества пигмента и полимерного связующего, выходящие за рамки известных. Увеличение содержания связующего и уменьшение содержания пигмента вызывает увеличение времени г зарядки материала и уменьшение потенциала зарядки, что приводит к уменьшению разрешаюи ей способности и контрастности изображения на материале. В то же время увеличение содержания пигмента и уменьше 1ие содержания связующего приводит к тем же результатам вследствие разрыхления структуры слоя для приема заряда.