Электрографический материал

,l ТОРС КОМ ДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО(71) Центральный научно-исследовательский институт бумаги, Институт Физи".ческой химии АН Украинской ССР и Специальное конструкторско-технологическое бюро института Физической химии(56) 1, .Бумага электрографическая ЭФПТУ 81-01-326-74.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке йф 3447125/12,кл. 0 03 0 5/02, 03.06.82.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке,У 3447126/12,кл. 6 03 0 5/02, 03.06.82 (прототип),(54)(57) ЭЛЕКТРОГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ состоящий из электропроводной подлож ки и слоя для приема заряда, содержащего пигмент., полимерное связующее и гидрофобизатор пигмента на основе полиалкилсилоксана, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличе ния разрешающей способности материал 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 Полимерноесвязующее 10,8"30,0 Полиалкилгидросилоксан 0,2-5,0, Изобретение относится к электрограФицеским материалам и может бытьиспользовано для записи и отображения инФормации в электрограФическихаппаратах. 5Известен электрограФический материал, состоящий из электропроводной)подложки и слоя для приемазаряда,содержащего пигмент - окись цинка иполимерное связующее - поливинилбутираль 1 ,Однако материал обладает малойконтрастностью изображения вследствие низкого потенциала зарядки,обусловленного налицием хемосорбированных молекул воды на поверхностипигмента.Известен также электрограФицескийматериал, состоящий из электропровод"ной подложки и слоя для приема заряда, содержащего пигмент - двуокиськремния, гидроФобизатор пигмента наоснове полиалкилсилоксана - октаметилтетрациклосипоксан и полимерное связующее. 25Полиалкилсилоксан вводится в мате-риал химически связанным с двуокисьюкремния, на поверхность которой он наносится в процессе высокотемпературной обработки исходной 5102 парамиоктаметилтетрациклосилоксана. В качестве полимерного связующего слойдля 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,40церез границу пигмент - связующее 2 ",1Однако оптический контраст образую,щегося на материале изображения недостаточен вследствие низкой кроющейспособности и высокой прозрачностивходящего в состав слоя для приемазаряда пигментаНаиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому положительному эФФекту являетсяэлектрограФический материал, состоящий из электропроводной подложки ислоя для приема заряда, содержащегопигмент, полимерное связующее и гидооФобизатор пигмента на основе полиалкилсилоксана.558 качестве пигмента слой для приемазаряда содержит смешанный окисел .502-ТО 2 - титаноаэросил, а в ка" 1252честве полиалкилсилоксана - полиалкихлорсилан, Полимерным связующим служатакриловые, виниловые или стирольныеполимеры, Компоненты слоя для приемазаряда содержатся при следующем количественном их соотношении, мас.4:Пигмент 16,6-731Полимерноесвязующее 25)0-83,0Полиорганилсилоксан 0)4-1,9Полиалкилксилоксан водится в составслоя для приема заряда химически связанным с поверхностью смешанного окисла, на которую он наносится в процессе высокотемпературной обработки вгазовой Фазе 3.Недостатком данного материала является низкая разрешающая способность,обусловленная ограничением скоростизаписи инФормации на материале вследствие длительного времени, требующегосядля зарядки материала коронным разрядом. Длительное время зарядки. материала определяется значительной емкостьюслоя для приема заряда, цто в свою оцередь связано с высокой эФФективной диэлектрической проницаемостьювходящего в состав слоя смешанногоокисла 5 ) О 2-Т02,Целью изобретения является увеличение разрешающей способности материала при сохранении высокой контрастности изображения.Поставленная цель достигаетсятем, цто в электрограФическом мате"риале, состоящем из электропроводнойподложки и слоя для приема заряда,содержащего пигмент, полимерное связующее и гидроФобизатор пигмента наоснове полиалкилсилоксана, слой дляприема заряда в качестве гидрофобизатора пигмента содержит полиалкилгидросилоксан линейного или циклического строения с числом атомов углерода 1-4 при следующем соотношениикомпонентов, мас.:Пигмент 65)0-89)0Полимерноесвязующее 10,8-30,0Полиалкилгидросилоксан 0,2-5,0При контактировании указанных полиалкилгидросилоксанов с поликристаллитами двуокиси титана и окиси цин"ка, являющихся пигментами с большойкроющей способностью, в среде неполярного растворителя происходит химическое взаимодействие связи 51-Н1056125 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 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 си титана и окиси цинка ниже, чем у смешанного окисла 5102 Т 102, емкость изготовленного по этому способу слоя для приема заряда и, соответственно, время зарядки электрографического ма териала меньше, чем у известного, что и обуславливает повышение разрешающей способности материала при сохранении высокой контрастности изображения. Кроме того, .предлагаемый способ30 обеспечивает упрощение технологического прОцесса изготовления материала, так как исключает стадию предварительной модификации пигмента и позволяет проводить указанную модифи" З 5 кацию во время приготовления суспензии слоя для приема заряда. Таким образом, применение этого способа из" готовления слоя для приема заряда позволяет сократить материальные и тру довые затраты и, следовательно, сни-. зить себестоимость электрографического материала.В качестве полиалкилгидросилокса; нов могут быть использованы выпускае .45 йые линейные полиметилгидросилбксаны марок МН, ИНи МН"3, также линей. ные полиэтйлгидросилоксаны марокГКЖ-ЭЬ, ГКЖчМ, ЗДЗ и, др.В 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 использованииэлектрографического материала в электрографических 4копировальных аппаратах слой дляприема заряда может дополнительносодержать 0,01-0,53 .сенсибилизаторовот массы абсолютно, сухого пигмента,В качестве сенсибилизаторов используюи трифенилметановые и ксантеновыекрасители или их смеси, в частностибромфеноловый синий, "бенгальскаяроза", флоуресцеин, уранин, эритрозин,эозин и др,При введении в состав слоя дляприема заряда сенсибилизаторов количественные соотношения основных компонентов не нарушаются,Электрографический материал изготавливают следующим образом.В шаровой мельнице в течение 7 чдиспергируют 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, кон- о диционируют при относительной влаж- .ности воздуха 20 в течение 21 ч. Образцы электрографического материалазаряжают коронным разрядом при напряжении короны 1 О кВ на электрометрическом стенде и в динамическом. режиме измеряют начальный потенциал и время зарядки. С помощью лейкометра измеряют оптическую белизну рабочей поверхности материала.П р и м е р 1. По описанной технологии изготавливают электрографический материал, слой для приема зарядакоторого содержит 65 мас,3 двуокисититана, 15 мас,4 меламиноформальдегидной смолы марки К-02, 15 мас.Фполивинилбутираля марки ЛА и 5,0 мас.Ф линейного полиметилгидросилоксанамарки МН,Результаты испытаний приведены в таблице.П р и м е р 2, Изготавливают ма-, териал, слой для приема заряда которого содержит 59 мас,Ф окиси цинка,30 мас.Ф двуокиси титана 0,2 мас.3циклического полипропилгидроксилокса"на, 5,0 мас.Ф алкидного полимера Гф"090 и 5,8 мас.В полистирола,Результаты испытаний приведеныв таблице.10561П р и 1 м е р 3. Изготавливают материал, при этом слой для приема заряда содержит 78 масА окиси цинка марки М,. 2,5 мас,3 линейного полиэтилгидроксилоксана марки ГКЖ19,5 масА акрилрвого полимера мар" ки "Лакрил". Для светоочувстйления слоя для приема заряда в него дополнительно вводят 0,0 1 мас. 4 бромФенолового синего и 0,01 масА флуо ресцеина.Результаты испытаний приведены в таблице.П р и м е р 4, Изготавливают материал, слой для приема заряда кото рого содержит 70 мас.Ф двуокиси титана, 1,0 .масА циклического поли" метилгидроксяна, 19 мас, сополимера бутилметакрилата с метакриловой кислотой марки БМКи 10 мас,В мелами" 20 ноформальдегидной смолы марки К-02.Результаты испытаний приведены в таблице.П р и и е р 5. Изготавливают ма териал, слой для приема заряда которого содержит 82 мас.Ф окиси цинка, 2,0 мас.Ф линейного полибутилгидросилоксана и 16 масА поливинилбутяраля. С целью светооцувствления слоя зо для приема заряда в него дополнитель но вводят 0,01 масА бромфенолового синего и 0,015 масА уранина.Результаты испытаний приведены в таблице.П р и м е р 6. Изготавливают ма 35 териал, слой для приема заряда которого содержит 30 масА двуокиси ти-, тана, 50 мас4 окиси цинка, 0,7 мас. линейно ГО поли пропил гидро ксилокса на и 40 19,3 масА акрилового полимера, марки "Лакрил1,":Результаты испытаний приведены в таблице. П р и м е р 7. Изготавливают материал, слой для приема заряда кото-" рого содержит 85 мас,3 окиси цинка, 3,0 мас.Ф циклического полиэтилгидросилоксана и 12 мас.З акрилового поли мера марки "Лакрил". В слой до О полнительно вводят 0,05 мас.3 "бен" гальской розы".Результаты испытаний приведены в таблице.П р и м е р 8 Изготавливают ма" 55 териал, слой для приема заряда которого содержит 68. мас,Ф двуокиси титана,. 1 5 мас,4 циклицеского полибутил" 25 Ьгидроксилоксана и 30,5 мас./ сополимера бутилметакрилата с метакриловойкислотой марки БМК.Результаты испытаний приведены втаблице.П р и м е р 9 (контрольный ). Изготавливают материал, слой для приемазаряда которого содержит 65 мас.Ф двуокиси титана, 6 мас.3 линейного полиэтилгидросилоксана марки ГКЖМ,19 масА фенолформальдегидной смолымарки ФСС и 10 мас.l хлорированного полихлорвинила марки ПСХ-ЛС.Результаты испытаний приведены втаблице.П р и м е р 10 (контрольный). Изготавливают материал, слой для приемазаряда которого содержит 89 мас.Ф двуокиси титана, 0,1 мас.3 линейного полиэтилгидросилоксана марки ГКЖИ,7,9 мас.Ф фенолформальдегидной смолымарки ФСС и 3 мас,4 хлорированно"го полихлорвинила марки ПСХ-ЛС.Результаты испытаний приведены втаблице.П р и м е р 11 ( контрольный ). Изготавливают материал, слой для приемазаряда которого содержит 63 мас.Фокиси цинка, 5,0 мас.4 линейного полиметилгидросилоксана марки ИНи32 мас.3 поливинилбутираля.Результаты испытаний приведены втаблице.П р и м е .р 12 контрольный ), Изготавливают материал, слой для приемазаряда которого содержит 91 мас,4окиси цинка, 0,2 масА линейного поли"метилгидросилоксана марки ИН,8,8 мас.4 поливинилбутираля.Результаты испытаний приведены втаблице.П р и и е р 13 ( известный ), Навеску смешанного окисла 5102-Т 10 с соот"ношением Т 1:1 1:10 термовакуумируют втечение 1 ц при 200 С и проводят в кон0такт .с 3 г паров диметилхлорсилана ватмосфере азота при 150 С, отдуваютнепрореагировавший .модификатор, аполученный продукт гидролизуют водойи прогревают в атмосфере азота в те"учение 1 ч при 280 фС. На основе полученного пигмента изготавливают электрографический материал, слой дляслой для приема заряда которого содержит 70 мас.В двуокиси кремния, 2,2 мас.Ф октаметилтетрациклосилоксв". на и 27,8 мас.Ф полистирола.Результаты испытаний приведены в таблице. Компоненты слоя для приема заряда, мас,ФБелизна рабочей поверхности материала,Ф Начальный поВремязаряд"ки,мкс Пример тенциалзарядки,В Пигмент Полиалкил- Полимерное силоксан связуоцее фе е е ет еттаааааи тетате тт 86,54 4532 65,0 5,0 30,0 89,0 0,2 10,8 87,07 2,5 780 19,5 87,13 3 29.,0 . 86,81 16,0 87,02 700 1,0 82,0 2,0 80,0 19,3 86,94 12,0 87 11 0,7 85,0 68,0( контрольный) 70,0 2,2 27,8 80,51 48224,т ае е е а иее е ае ета т т е татАнализ результатов испытанийсравнению с известным. Контрастность злектрограФического материала по при- .изображения сохраняется на высоком5.мерам 1 е 8 и 13 показывает, что раз- :уровне, как и у известного, что под" решающая. способность предлагаемого тверждает данные оптической белизны материала возрастает за счет уменьве- рабочей поверхности материала и по" ния времени зарядки в 1,5 1,8 раз по тенциала зарядки. 105612УП р и м е р 1 Чконтрольный ), Иэе готавливают 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 12450 .111056 Составитель В. 1 ЬманскаяТехред В.Далекорей Корректор Ю,йакаренксфВ аве а а в а е е ви Е фгТираж 473 ПодписноеВНИИПИ Государственного: комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5 Редактор Н,Рогулич Заказ 9301/39 филиал ППП нПатент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 9Сравнение свойств предлагаемого материала со свойствами материала по 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 1 р его разрешающая способность, а контрастность изображения, оцененная белизной 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 чение содержания полиалкилгидросило".: ксана приводит к некоторому увеличению времени зарядки, что можно обьяс 125 1 Онить увеличением эффективной диэлектрической проницаемости слоя для приема заряда, Уменьшение же содержания поли-алкилгидросилоксана приводит к значительному понижению потенциала зарядки, а значит и к уменьшению контрастности изображенияВ 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 временизарядки материала и уменьшение потенциала зарядки, что приводит к умень" шению разрешающей способности и контрастности 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.