Электрографический материал

Электрографический материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ÄSUÄÄ 105 125

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А за 03 6 5/,02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA

M АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2l) 3515984/28-1Р (22) 30.11.82 (46) 23.11.83. Бюл. И 43 (72) А.А.4уйко, A.B.Èîðåa, А.С.Голов-. ков. Е,Ф,Воронин, Г.Я.Губа, P.À.Евлахова, В.А.Смирнов и. А-И.Б.Аукштикальнис (71) Центральный научно-исследовательский институт бумаги, Институт физи-. ческой химии АН Украинской ССР и Специальное конструкторско-технологическое бюро института физической химии (53) 772.93(088.8) (56) 1, .Бумага электрографическая ЭФП

ТУ 81-01-326-74.

2. Авторское свидетельство CCCP по заявке и 3447125/12,. кл. 6 03 0 5/02, 03.06.82.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке,Ф 3447126/12, кл. 6 03 0 5/02, 03.06.82 (прототип). (54) (57) ЭЛЕКТРОГРАФИ4ЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, состоящий из электропроводной подложки и слоя для приема заряда, содержащего пигмент., 1полимерное связующее и гидрофобизатор пигмента нв основе полиалкилсилоксана, о т л и ч à in "" шийся тем, что, с целью увеличе- ния разрешающей способности материала при сохранении высокой контрастности изображения,. слой для приема заряда в качестве гидрофобизатора пигмента содержит полиалкилгидросилоксан линейного или циклического строения с числом атомов углерода 1"4 при следующем соотношении компонентов, мас. :

Пигмент 65,0-89,0 I

Полимерное связующее 10,8"30,0

Полиалкилгидросилоксан 0,2-5,0

105б

1

Изобретение относится к электрографическим материалам и может быть использовано для записи и отображения информации в электрографических аппаратах. 5

Известен электрографический материал, состоящий из электропроводной э подложки и слоя для приема заряда, содержащего пигмент - окись цинка и полимерное связующее - поливинилбутираль (1 ), Однако материал обладает малой контрастностью изображения вследствие низкого потенциала зарядки, обусловленного наличием хемосорбированных молекул воды на поверхности пигмента.

Известен также электрографический материал, состоящий из электропровод" ной подложки и слоя для приема заряда, содержащего пигмент - двуокись кремния, гидрофобизатор пигмента на основе полиалкилсилоксана - октаметил» тетрациклосипоксан и полимерное связующее. 25

Полиалкилсилоксан вводится в мате- риал химически связанным с двуокисью кремния, на поверхность которой он наносится в процессе высокотемпературной обработки исходной S10g парами октаметилтетрациклосилоксана. В качестве полимерного связующего слой для приема заряда содержит акриловые, виниловые или стирольные полимеры.

Этот материал обладает высоким потенциалом зарядки, так как на поверхности пигмента электропроводящие молекулы воды замещены на молекулы полиалкилсилоксана, препятствующие движению носителей заряда - электронов, 40 через границу пигмент - связующее(? ).

Однако оптический контраст образую,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 достигаемому положительному эффекту является электрографический материал, состоящий из электропроводной подложки и слоя для приема заряда, содержац|его пигмент, полимерное связующее и гидоофобизатор пигмента на основе полиалкилсилоксана.

8 качестве пигмента слой для приема заряда содержит смешанный окисел .

Si02-Ti0 - титаноаэросил, а в ка125

2 честве полиалкилсилоксана - полиалкихлорсилан, Полимерным связующим служат акриловые, виниловые или стирольные полимеры. Компоненты слоя для приема заряда содержатся при следующем количественном их соотношении, мас.4:

Пигмент 1F.,6-73,.1

Полимерное связующее 25,0-83,0

Полиорганилсилоксан 0,4-1,9

Полиалкилксилоксан водится в состав слоя для приема заряда хииически связанным с поверхностью смешанного окисла, на которую он наносится в процессе высокотемпературной обработки в газовой фазе 3 g .

Недостатком данного материала является низкая разрешаюшая способность, обусловленная ограничением скорости записи информации на иатериале вследствие длительного времени, требующегося для зарядки материала коронным разрядои. Длительное время зарядки материала определяется значительной емкостью слоя для приема заряда, что в свою оче редь связано с высокой эффективной диэлектрической проницаемостью входящего в состав слоя смешанного окисла Si02"ТiО, Цел ью изобрете ни я 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 1-4 при следующем соотношении компонентов, мас.ь:

Пигмент 65,0-89,0

Полимерное связующее 10,8-30,0

Полиалкилгидросилоксан 0,2-5,0

При контактировании указанных rioлиалкилгидросилоксанов с поликристаллитаии двуокиси титана и окиси цинка, являющихся пигментами с большой кроющей способностью, в среде неполярного растворителя происходит химическое взаимодействие связи SI-Н

1056125 полиалкилгидросилоксана с гидратированными формами поверхности окисного пигмента.

Кроме того, полиалкилгидросилоксаны способны взаимодействовать с каппилярной влагой, содержащейся в пигменте.

Такое взаимодействие приводит к замене гидратированных форм водн, находящихся на активных .центрах окис- 10 лов 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 двуоки- О си титана и окиси цинка ниже, чем у смешанного окисла 510 Т102, емкость изготовленного по этому способу слоя для приема заряда и, соответственно, время зарядки электрографического ма- 5 териала меньше, чем у известного, что и обуславливает повышение разрешающей способности материала при сохранении высокой контрастности изображения.

Кроме того, .предлагаемый способ

30 обеспечивает упрощение технологического процесса изготовления материала, так как исключает стадию предварительной модификации пигмента и позволяет проводить указанную модифи- З5 кацию во время приготовления суспензии слоя для приема заряда. Таким образом, применение этого способа изготовления слоя для приема заряда позволяет сократить материальные и тру- 4О довые затраты и, следовательно, сни-. зить себестоимость электрографического материала.

8 качестве полиалкилгидросилокса.нов могут быть использованы выпускае 45 мые линейные полиметилгидросилоксаны марок МН-1, ИН-2 и МН-3, также линейwe полиэтйлгидросилоксаны марок

ГКЖ-94,- ГКЖ-9ЙМ, ЗДЗ и, др.

8 качестве. пигмента используют окись цинка и двуокись титана, а в качестве полимерного связующего - спирторастворимые смолы на основе, формаль. дегида, виниловые, акриловые, алкидные и стирольные полимеры или их 55 смеси.

При использовании электрографического материала в электрографических

4 копировальных аппаратах слой для приема заряда может дополнительно содержать 0,01-0,54 .сенсибилизаторов от массы абсолютно, сухого пигмента.

В качестве сенсибилизаторов используюи трифенилметановые и ксантеновые красители или их смеси, в частности бромфеноловый синий, "бенгальская роза", Флоуресцеин, уранин, эритрозин, эозин и др, При введении в состав слоя для 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

10 Ом с помощью поливочной установки с куйающимся валиком наносят суспензию слоя для приема заряда, полностью удаляют растворитель сушкой в сушильном шкафу при 105 С в течение 5 мин, коно диционируют при относительной влаж- . ности воздуха 20/ в течение 24 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 лейкометра измеряют оптическую белизну рабочей поверхности материала.

Пример 1. По описанной технологии изготавливают электрографический материал, слой для приема заряда которого содержит 65 мас,3 двуокиси титана, 15 мас.4 меламиноформальдегидной смолы марки К-421-02, 15 мас.Ф поливинилбутираля марки ЛА и 5,0 мас.3 линейного полиметилгидросилоксана марки МН-1.

Результаты испытаний приведены в таблице .

Пример 2. Изготавливают ма-, териал, слой для приема заряда которого содержит 59 мас.Ф окиси цинка, 30 мас.Ж двуокиси титана, .0,2 мас.3 циклического полипропилгидроксилокса" на, 5,0 мас.3 алкидного полимера

ГФ-090 и 5,8 мас.В полистирола, Результаты испытаний приведены в таблице.

10561

П р и1 м е р 3. Изготавливают материал, при этом слой для приема заряда содержит 78 мас.3 окиси цинка марки M-1,. 2,5 мас.3 линейного полиэтилгидроксилоксана марки ГКЖ-94, 19,5 масА акрилрвого полимера марки "Лакрил-1001". Для светоочувстйления слоя для приема заряда в него дополнительно вводят 0,0 1 мас. 4 бромфенолового синего и 0,01 мас. i флуо- 10 ресцеина.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 4. Изготавливают- материал, слой для приема заряда которого содержит 70 мас.Ф двуокиси титана, 1,0 .масА циклического полиметилгидроксяна, 19 мас.I сополимера бутилметакрилата с метакриловой кислотой марки БМК-5 и 10 мас,i мелами" 20 ноформальдегидной смолы марки

К-421-02.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 5. Изготавливают ма- s териал, слой для приема заряда которого содержит 82 мас.3 окиси цинка, 2,0 мас.3 линейного полибутилгидросилоксана и 16 мас.3 поливинилбутяраля. С целью светоочувствления слоя зо для приема заряда в него дополнитель но вводят 0,01 масА бромфенолового синего и 0,015 мас.3 уранина.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 6. Изготавливают ма35 териал, слой для приема заряда которого содержит 30 мас.Ф двуокиси ти-. тана, 50 мас ° 4 окиси цинка, 0,7 мас. линейнОГО пОлипрОпилгидрОксилОксана и40

19,3 мас А акрилового полимера. марки

"Лакрил-100 1.".

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 7. Изготавливают ма-. териал, слой для приема заряда кото- рого содержит 85 мас.3 окиси цинка, 3,0 мас.3 циклического полиэтилгидро-. силоксана и 12 мас.3 акрилового поли мера марки "Лакрил- 1001". В слой дополнительно вводят 0,05 мас.3 "бен" гальской розы".

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 8.. Изготавливают ма" 55 териал, слой для приема заряда которого содержит 68. мас.3 двуокиси титана,. 1,5 мас. öèêëè÷åñêîãî полибутил"

25 Ь гидроксилоксана и 30,5 мас./ сополимера бутилметакрилата с метакриловой кислотой марки БМК-5.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 9 (контрольный ). Изготавливают материал, слой для приема заряда которого содержит 65 мас. двуокиси титана, 6 мас.3 линейного полиэтилгидросилоксана марки ГКЖ-94М, 19 мас.3 фенолформальдегидной смолы марки ФСС- 106 и 10 мас.l хлорированного полихлорвинила марки ПСХ-ЛС.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 10 (контрольный). Изготавливают материал, слой для приема заряда которого содержит 89 мас.3 двуокиси титана, 0,1 мас.3 линейного по лиэтилгидросилоксана марки ГКЖ-94И, 7,9 мас.Ф фенолформальдегидной смолы марки ФСС- 106 и 3 мас.3 хлорированно" го полихлорвинила марки ПСХ-ЛС-.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 11 (контрольный ). Изготавливают материал, слой для приема заряда которого содержит 63 мас.Ф окиси цинка, 5,0 мас.Ф линейного полиметилгидросилоксана марки ИН-1 и

32 мас.3 поливинилбутираля.

Результаты испытаний приведены в таблице.

П р и м е .р 12 (контрольный ). Изготавливают материал, слой для приема заряда которого содержит 91 мас.4 окиси цинка, 0,2 масА линейного поли" метилгидросилоксана марки ИН-1, 8,8 мас.4 поливинилбутираля.

Результаты испытаний приведены в таблице.

П р и и е р 13 (известный ). Навеску смешанного окисла Si02-Т10 с соот" ношением Ti:Si 1:1 0 термовакуумируют в течений 1 ч при 200 С и проводят в кон

О

I такт .с 3 г паров диметилхлорсилана в атмосфере азота при 150ОС, отдувают непрореагировавший .модификатор, а полученный продукт гидролизуют водой и прогревают в атмосфере азота в течение 1 ч при 280@С. На основе полученного пигмента изготавливают электрографический материал, слой для ,приема заряда которого содержит

70 мас.З смешанного окисла Т10 -310

1,2 нас.3 диметилдихлорсилана и

28,8 мас.3 полистирола.

Результаты испытаний приведены в таблице. слой для приема заряда которого содержит 70 мас.В двуокиси кремния, 2,2 мас.Ф октаметилтетрациклосилоксв".. на и 27,8 мас.3 полистирола.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Компоненты слоя для приема заряда, мас.3

Белизна рабочей поверхности материала,3

Начальный поВремя зарядки, мкс

Пример тенциал зарядки, 8

Пигмент Полиалкил- Полимерное силоксан связуецее

»»»

86,54 453 2

65,0

5,0 30,0

89,0 0,2

10,8 87,07

2,5

78,,0

19,5 87,13

29,0: . 86,81

16,0 87,02

70„0

1,0

82,0

2,0

80,0

19 3 86,94

12,0 87,11

0,7

3,0

85,0

68,0.30,5 86,73

9 (контрольный) 65,0

«

452 13

29,0 86,61

6,0

10. (конт" рольный) 89,0

10,9 87,52

О,1

374

11 (контрольный) . 63,0

32,0

398 - 16

85,84

5,0

12 (конт-. рольный) 91,0

0,2

361 14

8,8

87,22

13 (-известный) .

28,8 86,23

70,0

427 18

1,2

14 (контрольный) 70,0 2,2 27,8 80,51 482 24, I

«ае»»ю»»«ю«» »»р

Анализ результатов испытаний сравнению с известным. Контрастность электрографического материала по при» .изображения сохраняется на высоком

55: мерам 1-8 и 13 показывает, что раз- уровне, как и у известного, что под" решающая. способность предлагаемого тверждают данные оптической белизны материала возрастает за счет уменьцщ-: рабочей поверхности материала и пония времени зарядки в 1,5- 1,8 раз по тенциала зарядки.

105612

У

Пример 14 (контрольный ). Изготавливают пигмент -обработкой пирогенной двуокиси кремния парзми октаметилтетрациклосилоксана. На основе . полученного пигмента по описанной 5 технологии изготавливает материал, 408 10

431 12

447, 12

412 11

423 . 10 . 424 12

450 . 11

1056

Составитель В. Яиманская

Техред B.Äàëeêoðåé Корректор 10.йакаренкс

° ФИВъй а еае е «еа

Тираж 473 Подписное

ВНИИПИ Государственного: комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Реда к тор Н. Ро гули ч

Заказ 9301/39

Филиал Wl1 патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Сравнение свойств предлагаемого материала со свойствами материала no контрольному примеру 14, в котором в качестве пигмента использована двуокись кремния, предварительно модиФицированная парами октаметилтетрациклосилоксана, показывает, что время зарядки предлагаемого материала в

2 раза меньше, чем у контрольного, и таким образом значительно возросла 10

его разрешающая способность, а контрастность изображения, оцененная бе лизной рабочей поверхности материала на 7,5-8,23 выше контрольного при зна чительно высоком потенциале зарядки.

Слой для приема заряда материала по контрольным примерам 9 и 10 .содержит количества полиалкилгидросилоксанов, выходящие за пределы известных.

Как видно из данных примеров, увели- 0 чение содержания полиалкилгидросило: ксана приводит к некоторому увеличению времени зарядки, что можно объяс125 10 нить увеличением эффективной диэлектрическо проницаемости слоя для приема заряда. Уменьшение же содержания поли-алкилгидросилоксана 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 поли" мерного связующего, выходящие за рамки известных. Увеличение содержания связующего и уменьшение содержания пигмента вызывает увеличение времени, зарядки материала и уменьшение потенциала зарядки, что приводит к уменьшению разрешающей способности и кон; трастности изображейия на материале.

В то же время увеличение содержания пигмента и уменьшение содержания связуЮщего приводит к тем же результатам вследствие разрыхления структуры слоя для приема заряда.