Состав электропроводящего покрытия электрофотографической бумаги

Состав электропроводящего покрытия электрофотографической бумаги

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскин

Социалистических

Республик (ill 730921 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено 20.04..78 (21) 2605639/29 12 (51)M. Кд.

0 21 Н 1/38

D2l Н 5/00.

G 03 Я 5/07 с присоединением заявки ¹Государственный комитет

СССР (23)Приоритет(5З) УДК 676 37 (088.8 } по делам нзооретеннй н открытий

Опубликовано 30.04 80. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 05.05.80

A. С. Головков, Г. П. Разин, А. Д, Нехайчук, Г. Б. Штрейс, С, A. Зайнутдинов, У. Рахимов, Л. М. Шушпановская и Ф, А. Артыков (72) Авторы изобретения (7 ) 3 ител|, ен Ра ны наУчн -исследо е ский HHс и У бУм и Институт химии AH Узбекской ССР (54) СОСТАВ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕГО ПОКРЫТИЯ

ЭЛЕКТРОФОТОГРАФИЧЕСКОЙ БУМАГИ

Изобретение относится к области целлюлозно-бумажной промышленности,в частности к получению технических бумаг, способных проводить электрический ток и обладающих высокими барьерными свойствами по отношению к растворителям, ис5 пользуемым в производстве электрофотографических бумаг.

Для придания бумаге электропроводяших свойств используют различные элек10 тролиты и полиэлектролиты, такие как неорганические соли, неорганические электропроводные пигменты, органические полупроводники, различные высокомолекулярные электролиты и полиэлектролиты, по-: верхностно-активные вещества.

Для придания бумаге электропроводности известен состав электронроводного барьерного покрытия, содержащий катионное поверхностно-активное вещество, металлическое соединение, обладающее высокой гигроскопичностью (хлориды Мд, Са, К„,Яо я0, бромиды Mg,Cq)барьерную добавку — водорастворимое высокомолеку лярное соединение на основе производных целлюлозы, ПБС и др. (1).

Известный состав обеспечивает доетижеьие необходимых электропроводяших свойств за счет использования в композиции покрытия наряду с электропроьодны ми веществами неорганических солей в

Ьравнительно больших количествах (до

30%). Однако введение в композицию покрытия таких солей больше 10% приводит к появлению липкости покрытия и резкому снижению качества электрофотографической бумаги.

Ближайшим к настоящему изобретению является cocTGB электропроводяшего покрытия электрофотографической бумаги .P2), вес.%:

Натриевая соль сополимера акрилонитрила; метилакрилата и итаконовой кислоты 4-10

Барьерная добавка 0,5-6,0

Вода 84-95

Однако такой состав можно наносить только на поливочной машине с помощью

3 7309 шабера. Использование такого состава для получения электрофотографической бумаги на бумагоделательной машине не представ ляется возможным из-за низкого содержания сухого вещества, так как необходимая электропроводность, достигается за счет на осе определенного количества состава на 1 м . Максимальная мессе наноса известного состава на клеильном прессе бумагоделательной машины составляет по экс- 0 периментальным данным 1«5 г на 1 м, за счет чего электропроводность бумаги резко ухудшается в сравнении с электрофотогра фической бумагой, полученной не поливочной машине. 15

Бель изобретения - повышение качест ва бумаги.

Поставленная цель достигается тем, что состав электропроводящего покрытия электрофотографической бумаги, содержащий натриевую соль сополимера акрилонитрила, метилакрилата и итаконовой кис лоты, барьерную добавку и воду, дополнительно содержит модификатор вязкости на основе хлорида щелочного металла и по« 25 верхностно-активного вещества при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Нетриевая соль сополимера акрилонитрила, метилакрилата и итаконовой кислоты. 18-30 30

Барьерная добавка, 2«7

Модификатор вязкости 2 1-l9

Вода Остальное

Модификатор вязкости содержит, вес.%:

Хлорид щелочного металла 85,6-95,2

П оверхностно-акт ивное вещество 4,8-14,4

Модификатор вязкости может содержать буферную добавку при следующем соотношении компонентов, вес,ь : 40

Хлорид щелочного металле 42-52,6

Поверхностно-активное вещество 0,9 -21

Буферная добавка 31,6-54,1

Буферная добавка содержит смесь ли- 45 мойной кислоты и ортогидрофосфата нетрия при соотношении компонентов, вес.%:

Лимонная кислота 10-50

Ортогидрофосфат натрия 50-90

В качестве хлоридов щелочных метал- 50 лов используют КСВ, gi C8, MqC8.

В качестве поверхностно-активных ве ществ могут быть использованы ионогенные ПАВ, например олеат калия, Na— соль алкилмоносульфоната (С-10), смесь 55 продуктов поликонденсации окиси этилена с высшими алифатическими спиртами (ОС20), а также катионоактивные ПАВ, на21 4 пример "алкемон ДС", анионоактивные

ПАВ, например леурилсульфат.

В качестве барьерной добавки могут быть использованы широко применяющиеся для этой цели органические связующие, такие как бутадиенстирольный латекс марки БСК-65/3 и марки СКС-65 ГП, екрилатные латексы марок А.БВ-2б и МБМ5 С, поливинилхлоридная дисперсия, крахмал, Яо-соль карбоксиметилцеллюлозы, поливиниловый спирт и другие полимерные связующие.

В качестве буферной добавки могут быть использованы смеси, содержащие другие слабые кислоты (щавелевую, уксусную«муравьиную и др» ) °

Для нанесения покрытия на клеильном процессе бумагоделательной машины необходимо, чтобы вязкость наносимой суспензии не превышала 100-110 с по В34. В то же время для обеспечения величины наноса массой 4-5 г/м с каждой стороны необходимо содержание сухого веществе 25-30%. При приготовлении из вестной композиции, если содержание сухого веШества в ней более 25%, вязкость суспензии превышает 150 с, что не дает возможности наносить ее на клеильном прессе.

Снижение вязкости суспензии до 100110 с путем разбавления водой приводит к уменьшению концентрации сухого вещества до 18%. При этом масса наноса на клеипьном прессе бумагоделательной машины составляет не более 1,5 г/м не одну сторону, Электропроводные и барьерные свойства при этом значительно ниже, чем требуется для обеспечения необходимого качестве бумеги.

Введение модификатора вязкости, содержащего хлорид щелочного металла и поверхностно-активное вещество, а также в некоторых случаях буферный раствор, позволяет готовить композиции электропроводящих покрытий с концентрацией сухого вещества 30% и более, а также с оптимальной вязкостью, не превышающей

100-110. с, Действие модификатора вязкости основано на том, что увеличение ионной силы раствора при введении хлоридов ще» лочных металлов приводит к электростатическим взаимодействиям и изменению объема, занимаемого молекулами электропроводного полимера, а снижение рН системы при введении буфере приводит к изменению конформации молекул, способствующей уменьшению вязкости.

22

5 7309

Наличие в модификаторе вязкости поверхностно-активного вещества необходимо для обеспечения агрегативной устойчивости системы, ссдержащей неор анический электролит и буферный раствор.

Общее количество неорганических солей, вводимых в состав покрытия, не превышает 10% от массы покрытия и не влияет на качество электрофотографической бумаги. 1О

П р и M е р 1. 22% Мо-соли сополимера акрилонитрила, метилакрилата и итаконовой кислоты смешивают с 2% хлорида калия. Состав перемешивают на быстроходной мешалке в течение 10-15 мин при 20-25 С. В барьерную добавку (поливинилиденхлоридную дисперсию), взятую в количестве 2% от массы состава, ввс дят ПАВ лаурилсульфат в количестве0,1% и полученную. смесь соединяют с ранее приготовленной. Далее в состав добавляют воду до необходимой концентрации и все тщательно перемешивают в течение

30 мин.

Пример 2. Согласно примеру 1 приготавливают состав электропроводного покрытия для электрофотографической бумаги, включающий, вес.%: зо

Натриевая соль сополимера акрилонитрила, метилакрилата и итаконовой кислоты 22

Бутадиен-стирольный латекс (БСК-65/3) 2

Хлорид натрия 1,9

ПА — смесь продуктов поликонденсации окиси этилена с высшими алифатическими спиртами 0,2

Вода До 100%

4О

Пример 3. Согласно примеру 1 приготавливают состав электропроводного покрытия электрофотографической бумаги, включающий, вес.%:

Na-соль сополимера акрилонитрила, метилакрилата и итаконовой кислоты

Барьерная добавка (акрилатный латекс АБВ-2б) 2

5О

Хлорид лития 1,8

ПА — олеат калия 0,3

Вода До 100%

Состав наносят на бумагу-основу на клеильном прессе бумагоделательной ма-.

HIHHH»

Пример 4. 18% натриевой соли сополимера акрилонитрила, метилакрилата и итаконовой кислоты при концентрации

21 6 сухих вешеств 35% растворяют в воде и в нее вводят 5% хлорида канья.

Полученную смесь перемешивают на быстроходной мешалке в течение 10-15 мин при температуре 0-25 С. Затем в г

Ф нее при медленном перемешивании вводят отдельно приготовленную буферную добав ку, содержащую, вес.%: .лимонную кислоту — 34 и ортогидрофосфат натрия - 66.

Буферную добавку вводят в количестве

6% от массы состава. Все вновь перемешивают до получения однородной массы.

В барьерную добавку — акрилатный латекс МБМ-5, взятый в количестве 7% -от массы состава, вводят стабилизатор композиции — катионное поверхностно-активное вешество "ДС в количестве 0,1% от массы состава.

Полученную смесь тщательно перемешивают и соединяют с ранее полученной смесью. Затем состав электропроводного покрытия для электрофотографической бумаги наносят на бумагу-основу на клеильном прессе бумагоделательной машины.

Пример 5. Согласно примеру 1 приготавливают состав электропроводящего покрытия, включающий вес.%:

N0 -соль сополимера акрилонитрила, метилакрилата и итаконовой кислоты 24

Барьерная добавка — поливинилхлоридная дисперсия

Хлорид натрия

Буферная смесь-ортогидрофосфат Na лимонная кислота = 1:9 3.

ПАВ-натриевая соль алкилмоносульфоната (С-10) 1,5

Вода До 100%

Состав электропроводного покрытия наносят на бумагу-основу на клеильном прессе бумагоделательной машины.

Пример 6. Согласно примеру 4 приготавливают состав электропроводного покрытия для электрофотографической бумаги, включающий, вес.%:

Na -соль сополимера акрилонитрила, метилакрилата и итаконовой кислоты 30

Буферная смесь (лимонная кислота:ортогидрофосфат натрия = 1;Е)

Хлорид лития

Барьерная добавка (бутадиенстирольный латекс, СК С-6 5ГП ) 7

73092 1

95,2 4,8

90,4

9,6

10

50

ПАВ- олеат калия 4

Вода ао 100

Состав электропроводного покрытия наносят на бумагу-основу на клеильном прессе бумагоделательной машины.

85,6 14,4

45 0 9 54 1

52э6 15э8 31э6

42 21 37

Процентное соотношение модификатора ,вязкости и буферной добавки представлено в табл. 1

Результаты испытаний бумаги представлены в табл. 2.

Таблица 1

73092 1

I +х o и

6»

Др оо о и а о о

СР

Ф У ч и а о х

g х О Vo<

О Цо х х Н

Щ (О t

С Ст) Ф

g(„3„ а х "2"

CD IQ (5 0) CD

С9 СЧ Ф С9 С9 С9

С0 C0 O t» С- Со

«О сО t- 1 à и

I«I

«О - w ся с9

O 4 e O О О, 1 а СО (Q «О «0 сЧ а о g со < o q c4 д

I а а в;я

Е и а Д

Э ч

««I И х о

Д и л а

8 о о

« О и о

4 х а х и

«» х

«о о а

1 .v о

Х ХИ0

0 х хх îî

v о х ц > о

5 а «р

I х

v о

0 0 о х х8 хднф" о. е.л л о о т-1 (»

О«) о о

1-1 (Q

С9 т«

9 о о

Я Я л л

o o o о

«Q t СО .«О t t» t» со ф ОО оО о о о о т-1 т-«1-т т-т

lQ W W C4 .Ч Я" (Ч С4

C7I

«-> o о о

o o o

С4 гЧ т 4

° в

Ю

СО (О IQ IQ

«т«т-« со ср (о (0

СЯ С4

73092

85,6-95,2

Ф о р м у л а 11

Как видно из табл. 2, концептрация сухого вещества в покрытии увеличивается с введением модификатора вязкости в полтора-два раза, за счет чего масса наноса возрастает с 1,5 г/м по известному до 3-5 г/м по предлагаемому изобретению.

Электропроводность бумаги при относительной влажности 44,5% и 75% более чем на порядок выше электропроводности 10 по известному изобретению, а при относительной влажности 25% бумага, обработанная предложенным составом, имеет электропроводность, достаточную для получения изображения, в то время, как на !5 бумаге, полученной по известному способу,при влажности 25% изображение отсутствует.

Впитываемость бумаги, покрытой со- 2О ставом по предлагаемому изобретению, значительно улучшается в сравнении с известным составом.

Таким образом, изобретение позволяет повысить в целом качество электрографической бумаги. изобретения

1. Состав электропроводящего покрытия электрофотографической бумаги, содержащий натриевую соль сополимера ак рипонЫтрипау, метилакрилата и итаконовой кислоты, барьерную добавку и воду, о т - З л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения качества бумаги, он содержит дополнительно модификатор вязкости на основе хлорида щелочного металла и поверхностно-активного вещества при сле- 4О дующем соотношении компонентов, вес,%;

12

Натриевая соль сополимера акрилонитрила, метилакрилата и итаконовой кислоты 18 30

Барьерная добавка 2-7

Модификатор вязкости на основе хлорида щелочного металла и ПАВ 2, 1-19

Вода Остальное

2, Состав по пе 1 ° О т л и ч & ю ш и и с я тем, что модификатор вязкости содержит, вес.%:

Хлорид щелочного металла

Поверхностна-активное вещество 4,8-14,4

3, Составпоп. 1, отличаю— ш и и с я тем, что модификатор вязкости на основе хлорида щелочного металла и поверхностно — активного вещества содержит буферную добавку при следующем соотношении компонентов, вес.%.

Хлорид щелочного металла 42-52,6

Поверхностно-актив ное вещество 0,9-21

Буферная добавка 31,6-54,1

4. Составпоп. 3, от личаю†ш и и с я тем, что буферная добавка содержит смесь лимонной кислоты и ортогидрофосфата натрия при соотношении указанных компонентов, вес.%:

Лимонная кислота 10-50

Ортогидрофосфат натрия 50-90

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Акцептованная заявка Японии

Хя 48-38006, кл. 39 021,,опублик.

1973.

2. Авторское свидетельство СССР

М 540251, кл. 0 21 Н 1/38, 1975 (прототип) .

Составитель В. Безбородова

Редактор И. Нанкина Техред С. Мигай Корректор М. Демчик

Заказ 1479/17 Тираж 430 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4