Электрографический проявляющий порошок Советский патент 1980 года по МПК G03G9/12 

1

Изобретение относится к области электрографии, а именно к электрографическому проявлению.

Известен электрографический проявляющий порошок, содержащий пигмент, диспергированный в смоле 1.

Недостатком известного проявляющего порошка является его невысокое качество.

С целью обеспечения высокого качества проявляющего порошка в предлагаемом порошке в качестве пигмента использована печная сажа, имеющая удельную поверхность 275-300 , .кислородсодержание 3-10%, структуру 70-250 см/100 ДБП и размер частиц 5-75 мкм, а концентрация ее составляет 5-20% от веса проявляющего порошка..

В качестве пигмента может быть использована печная сажа, имеющая удельную поверхность 450-600 , кислородсодержание 4-7%,структуру 80-125 г ДБП и размер частиц 10-50 мкм, а концентрация ее составляет 8-14% от веса проявляющего порошка.

В качестве пигмента может быть использована и печная сажа, имеющая

удельную поверхность 500 MVr, кислородсодержание 5,5%, структуру 100 г ДБП и размер частиц 30 мкм, а концентрация ее составляS ет 12% от веса проявителя.

Согласно проведенным исследованиям для обеспечения высокого качества пигмента сажа должна иметь следукяцие параметры - см.табл.1.

Таблица 1

Концентрация,% 5-20 8-14 12,0

Удельная пло20 ЭДадь поверхности, м/г 275-800450-600 500,0

Кислородсодержание, %3-10 4-75,5

Структура,

смЗ/100 г ДБП 70-250 80-125 100,0

Размер частиц, 30 мкм5-75 10-50 30,0

Сажа, имекяцая указанные выше пааметры, соединяется в обвесной проьпилеиной установке с соответствукхцей молой, в результате чего получается ыраженный электрографический прояитель, обладающий требуемыми диэлекрическими свойствами.

Сажевые красители могут быть поучены печным способом, при котором спользуется цилиндрическая камера, утерованная соответствующим огнепором. Камера образует рабочий ректор. Природные газы, сжигаемые с воздухом в расположенных по касательной входных окнах или горелках, завихряются, создавая ударное горение со скоростями порядка 200-400 м/с (600-1200 фут./с).

В зону высокоскоростного газов впрыскивается углеводород или жидкое масло. За счет того, что в зоне горения имеется избыток воздуха, впрыск масла приводит к увеличению температуры выше того уровня, который необходим для разложения масла в сажу. Продукты реакции охлс1ждаются непосредственно водяной пеленой, длина которой составляет несколько футов. Далее охлажденный продукт поступает в обычное коллекторное оборудование, где происходит сепарация сажи и её накопление.

В сочетании с сажей-красителем может Использоваться любая подходящая смола, например термопластики, включая полиолефины, такие как полиэтилен и полипропилен; полимеры, такие как полибутадиен, полиизобутилен и полихлоропрен; винил, виниловые полимеры и сополимеры винила, такие как полистирен, политилакрилат, стирен-бутилметакрилатные сополимеры, стирен-акрилонитриловые сополимеры , акрилонитрил-бутадиенстиреновые термополимеры, полиметилметакрилат, полиакрилы, поливинильный спирт,поливинилхлорид, поливинилкарбазол, поливиниловые эфиры и поливиниловые кетоны, фторуглеродистые полимеры, такие как политетрафторэтилен и фтористый поливинилиден, гетероциклические термопластики, такие как полиамиды, полиэфиры,полипептиды, казеин, полигликоли,полисульфиды и поликарбонаты; целлофаны, такие как искусственная целлюлоза, ацетат и нитрат целлюлозы.

В качестве основы электрографического проявителя применяются хлористый натрий, аммоний, калий, нитрат натрия, азотнокислый алюминий, хлорноватокислый калий, циркониевый песок, кремниевый песок, метилметафтаилат, стекло, двуокись кремния, флинтглас, железо, сталь, феррит, никель, карбоРУНД.

в качестве фотопроводящего материала могут быть использованы: сера, селен, сульфид цинка, окись цинка.

цинкокадмиевый сульфид, окись цинка с магнием, кадмиевый селенид, силикат цинка, кальциевостронциевый сульфид, сульфид кадмия, трисульфид индия, триселенид галлия, дисульфид мышьяка, трисульфид индия, триселени галлия, дисульфид мышьяка, трисульфид мышьяка, триселенид мышьяка, трисульфид сурьмы, кадмиевый сульфоселенид и их смеси.

Пример 1. Контрольная проба получается путем использования стандартного ксерографического проявляющего порошка,, состоящего из 9 вес.ч, канальной сажи типа Неоспектра Марк t имеющей удельную площадь поверхности 787 , кислородсодержание 8% и структуру 224 г ДБП, 9 вес.ч. поливинилбутираля и 82 вес.ч, стирен-2-бутилметакрилатного сополимера с весовым соотношением компонентов 65/35 и с молекулярным весом равным по меньшей мере 40 000. После расплавления и перемешивания в смесителе состав прюпус.кается через бегунковый барабан, охлаждается, дробится и в мелкодисперсном состоянии выдувается через пульверизатор в виде окрашенных частиц (или виража), средний размер которых равен приблизительно 5-15 мкм.Далее готовится образец для электрических испытаний. Для этого приготавливаются диски путем прессования при комнатной температуре под давлением 5070 кг/см2 (41200 фунт/дюйм) . Электрические параметры образцов определяются на частоте 1 кГц. Испытываемые образцы имеют следующие рабочие параметры: диэлектрическая постоянная 4,9; коэффициент рассеивания 0,0170, коэффициент потерь 0,083 Проявитель приготавливается из описанного выше проявляющего порошка путем использования 2 вес.ч. его и 98 вес.ч. 450 мкм-полимера, армирующего стальной сферический порошок. Этот состав разминается 5 мин и помещается в стандартную промышленную копировальную установку, в которой осуществляется многокомпоненное проявление и в которой получается полутоновый негатив с твердым средним участком. Такой способ позволяет получить до 150 000 копий хорошего качества со штриховыми учасками, сплошным участком и полутонами.

Диэлектрические свойства проявляющего порошка измеряются по ATM Д-150-65-Т программе.

Пример 2. Проявляющий порошок приготавливается в соответствии с примером 1, за исключением того, что вместо сажи Неоспектра Марк II используются 9 вес.ч. суперкарброварной сажи, имеющей удельную площадь поверхности 4,6 структуру 157 CMVIOO г ДБП. Диэлектрически

свойства этого проявляющего порошка следующие: диэлектрическая постоянная 4,1; коэффициент рассеивания 0,0110, коэффициент диэлектрических потерь 0,0450. После оценки в копировальном устройстве установлено, что могут быть получены тольк около 15-250 000 копий, после этого копии будут иметь следы твердых частиц ингредиента, качество сплошного участка изображения на копиях и полутонов резко пгщает, в результате чего получаются слабоконтрастные и расплывчатые изображения.Таким образом, в то время, как обычная канальная сажа, использованная в примере 1, дает положительные результаты, данная канальная сажа обладает существенными недостатками. Следовательно не все вирс1жи, выполненные из кангшьных сё1ж, обладают удовлетворительными рабочими характеристиками.

Пример 3. Проявляющий порошок готовится в соответствии с примером 1, за исключением того, что вместо сажи Неоспектра Марк II используется 9 вес.ч. сажи Перл-Л, имеющей удельную площадь поверх,ности 135 , кислородсодержание 4,2%, структуру 69 г ДБП. Диэлектрические свойства этого проявляющего порошка следующие: диэлектрическая постоянная 3,5; коэффициент рассеивания 0,0144; коэффициент диэлектрических потерь 0,0504. Материал оценивается в копировальной установке.

Такой проявляющий порошок позволяет получить только около 5000 копий. После этого копии будут иметь следы проявляющего порошка и будут получаться размытыми. При этом качество сплошного и полутонгшьных участков изображения падает, в результате чего получаются размытые и слабоконтрастные изображения.Таким образом очевидно, что проявляющие порошки, содержащие печную сажу имеющую параметры, отличающиеся от предлагаемых в данном изобретении, не будут иметь удовлетворительное качество.

Пример 4. Проявитель готовится из 1 вес.ч. проявляющего порошка, описанного в примере 1, и 99 вес.ч. 100 мкм-полимера, нанесенного на ферритовую основу. Этот проявитель помещается в обычную ксерографическую машину, в .которой осуществляется магнитно-щеточное проявление скрытых изображений, в качестве испытательного образца используется документ или оригинал,

имеющий в сплошном изображении плотность пятен 1,0 (машина отрегулирована так, чтобы на получающихся копиях она была равна 1,00 0,05). Согласно техническим данным машины, она выходит на устойчивый режим

после изготовления около 1000 копий, затем изготавливаются последующие 100 копий. При этом на каждой десятой копии проверяется задний фон или план, который сравнивается со стандартными сериями изображений. Максимальный фон на каждой копии регистрируется и среднее значение десяти измерений берется в качестве среднего значения максимального фона.

Допустимое среднее значение максимального фона или заднего плана должно составлять менее 0,010. Чем ниже это значение, тем лучше качество Проявляющего порошка. Рассматриваемый в этом примере проявляющий порошок имеет среднее значение максимального фона 0,006. Таким образом очевидно, что проявляющий порсяиок с канальной сажей, использующейся для магнитно-щеточного проявления, может иметь удовлетворительные рабочие характеристики.

Пример 5. Проводится аналочно примеру 1. Готовится проявляк дий порошок из 10 вес.ч. печной Сс1жи, Имеющей удельную площадь поверхности 525 , кислородсодержание 5,0%, структуру 105 г ДБП, размер частиц 30 мкм, и 90 вес.ч. стирен/2-бутил-метакр.илатного сополимера, имеющего весовое соотношение компонентов 65/35 при молекулярном весе 40 000.Диэлектрические свойства этого проявляющего порошка следующие: диэлектрическая постоянная 4,3, коэффициент потерь 0,0400. После проверки на копировальной машине, как описано в примере 1, хорошее качество копий (сплотаной участок, полутон, штриховка) достигается, по меньшей мере, на 2 000 000 экземпляров. Таким образом очевидно, что настоящее изобретение позволяет получить проявляющий поретаок с удовлетворительными рабочими параметрами, в котором используются печные сажи.

Примеры 6-19. Способом, описанным в примере 1, получают экспериментальные проявляющие порошки, состоящие из стирен/п-бутил-метакрилатного сополимера сажи в процентном содержании, указанном в примере l.Bo всех случаях размер частиц сажи должен быть равен 30 мкм.Свойства сооветствуквдих саж приведены в табл.2.

Таблица

Продолжение табл. з

Из этих примеров видно, что если проярляющий порошок получают по способу, рассмотренному в примере 1, то оптимальные диэлектрические свойства проявителя достигаются при высоких концентрациях сБ1Жи и использовании сажи, имеющей относительно большую площадь поверхности, высокое кислородсодержание и мелкую стуктуру.

Значения фона или заднего плана, приведенные в этой таблице, вычислены как средние значения по 10-ти испытаниям через каждые 5000 копий, полученных с помощью каждого проявляющего порсшка. Приведенные данные показывают, что минимальное значение среднего фона получается при концентрации сажи в вираже порядка 12%.

Примеры 27-29, Приготавливают наборы проявляющих порошков.Для

Примеры 2.0-26. Приготавливают наборы экспериментальных проявляющих порошков, используя различные количества требуемой сажи, имеквдей свойства, описанные в примере 5.

Ра«5очие характеристики прояв- . ляющих порошков даны в табл. 4.

Таблица 4

этого используют 12 вес.ч. печной сажи, имеющей свойства, описанные в примере 5, и 88 вес.ч. соответствующих полимеров в весовом соотношении, указанном выше. Средний молекулярный вес сополимеров колеблется в пределах 45-50 000.

Диэлектрические свойства полученных проявлякяцих порошков приведены в табл. 5.

Диэлектрические свойства рассматриваемых проявляющих порсхнков измерялись по способу, изложенному в примере 1, результаты оценки качества магнито-щеточного проявления, которые определялись согласно примеру 4, приведены в последнем столбце таблицы. Таким образом очевидно, что на качество изображения с точки зрения наличия на нем фона влияет также и сополимерный состав. Так как диэлектрические свойства проявляющеДиэлектрические параметры проявляющих порошков измерялись по способу , изложенному в примере 1, в то время как оценка качества магнитощелочного проявления получена по программе испытаний, ,изложенной в примере 4. s

Следует отметить, что критические параметры, рассматриваемые в настоящем изобретении, относятся не только к проявляющим порошкам, изготовленным из винильных смол,эти данные могут быть распространены и на полиэфирные смолы. Несмотря на то что приведенные примеры даны применительно к определенным условиям и материалам, могут использоваться любые другие подход5пцие материалы. Кроме того, операции, рассмотренные в описании изобретения, могут быть заменены в случае необходимости другими h рабочими операциями.

Таблица 5.

го порошка зависят одновременно от кличеств и дисперсности определенной сажи, необходимо учитывать в npoUecce изготовления проявлянхцего порошка и вязкость его в расплаве,

Пример ы 30-32. Приготавливаются наборы проявляющих порошков. Для этого используется печная сажа, нанесенная на основу из полиэфирной смолы, имеющая свойства согласно примеру 5, за исключением данных, приведенных в табл.6.

Таблица

Формула изобретения

проявляющего порошка,30 мкм,- а концентрация ее составля3. Порошок по п.1, о т л и ч а ю-ет 12% от веса проявляющего порошка,

щ и и с я тем, что в качестве пиг-Источники информации,

мента использована печная сажа,принятые во внимание при экспертизе

имеющая удельную поверхность 500 м/г,е 1. Патент СССР I 499549,

кислородсодержание 5,5%, структурукл. G 03 G 9/10, опублик.l970.

75336814