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Procède de fabrication deélélients éloctropliotoconduc4teurs et élements ainsi obtenus.
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La présente invention se rapporte au domaine de 1'électro-photographie et elle a trait plus partiouliè- rement à un procédé pour améliorer la qualité de composition de re- vêtement utilisé sur des éléments d'enregistrement éleotrophotocon- ducteur ainsi qu'aux produits obtenus avec un tel procédé.
Les principes de reproduction électro- photographiqut sont bien connus et ils consistent,d'une façon gé- nérale à appliquer une charge statique uniforme à un élément d'enre-
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gistrement par l'un de plua191uos procèdes et à soumettre l'élément à une lumière produite par un système de formation d'images ou par un système à contact en vue de dissiper sélectivement la charge, en produisant ainsi une image électro-statique qui est ensuite trans- formée en un enregistrement permanent visible per application d'un révélateur.
L'invention concerne un élément d'nre- gistrement électrophotoconducteur se composant d'une feuille multi- couches. La première couche est constituée d'une feuille de base en matière cellulosique, par exemple en papier, qui peut ou non conte- nir une matière améliorant sa conductivité. Sur le papier de base est déposée une seconde couche contenant une matière de haute conducti- vité électrique. La troisième couche se compose d'un liant résineux de résistivité électrique élevée et dans lequel est disporsé un pig- ment tel que de l'oxyde de sine.
1,'utilisation de ce type d'élément ou agent d'enregistrement électro--photoconducteur a été commerciale- ment perfectionnée au point d'être parfaitement agréée dans le do- maine de la reproduction. Ce procédé de reproduction fait intervenir
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leô lIl.L1:i.i:itli3 tüivnüW 6 i
1.- Charge de la feuille électro-photo- conductrice par application au support d'enregistrement d'ions néga- tifs produits par un dispositif de charge tel qu'un dispositif à ef- fluves.
2.- Décharge sélective de la feuille é- lectrophotoconductrice par exposition à la lumière projetée par ou transmise au travers du document original qui est à reproduire (les zones les plus exposées à la lumière devenant les plus déchargées)
3.- Développement de l'image latente à l'aide d'un révélateur qui se compose d'un mélange de matières rési- neuses et de particules colorantes à l'état finement divisé dans l'- air, dans un liquide porteur ou supportés par des éléments métalli-
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que@ (en fonction de la polarité des particules et de la charge de la feuille électrophotoconductrice, les particules adhèrent diffé- remment sur la surface de la feuille en produisant des gradations de gris).
4.- Fixation de l'image et du support d'enregistrement par voie thermique ou chimique à l'aide de vapeurb de solvant.
Des éléments d'enregistrement électro- photoconducteurs qui peuvent être utilisés dans le procédé décrit plus haut ont été décrits dans de nombreux brevets des Etats-Unis d'Amérique ainsi que dans des brevets étrangers. Dans la plupart des cas, ils oomprennent un liant résineux formé d'une ou plusieurs des matières suivantes : polysiloxanes, esthers de cellulose, acé- tate de polyvinyle, substances acryliques, polystyrène, polyesters, pour n'en citer que quelques uns. Il est généralement admis dans ce domaine, qu'un soûl liant résineux ne présente pas dans la plupart dos cas toutes les propriétés physiques, chimiques et électriques qui sont nécessaires pour former un bon support d'enregistrement.
Dans de nombreux cas, une combinaison de deux matières résineuses compatibles ou plus produit un liant électro-photographique d'une meilleure qualité qu'une seule résine.
On a trouvé récemment qu'on pouvait ob- tenir un meilleur rendement électro-photographique lorsque les deux matières résineuses sont incompatibles. La compatibilité d'une com- binaison résineuse peut être déterminée en mélangeant ensemble Les résines et en notant la nature du mélange. Un mélange homogène et clair est la caractéristique d'un système compatible et, d'autre part, un système incompatible a une apparence comprise entre celle d'une solution trouble et celle d'un mélange résineux insolubilisé ou précipité.
On a récemment trouvé qu'une incompati- bilité assez forte pouvait poser des problèmes en ce qui concerne la dispersion de l'oxyda de zinc. Cependant, en utilisant des sol- vants appropriés, l'incompatibilité peut être suffisamment contre- balancée pour permettre une adaptation normale des résines et de l'oxyde de zinc. Une incompatibilité peut se manifester par un rejet mutuel de chacune des catégories de résine, par la destruction d'un solvant de résine par l'autre ou bien par une réaction inter-molécu- laire qui produit un composé moléculaire insoluble.
On a trouvé que des cétones de faible poids moléculaire étaient très efficaces peur @
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agir comme co-solvantu sur des résines incompatibles. L'incompati- bilité de la résine quasi-dissoute peut dure confirmée en laissant sécher sur une plaque de verre un mince dépôt du mélange résineux.
L'aspect trouble de la pellicule confirme sa nature incompatible.
Le degré de dispersion de l'oxyde de
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zinc n'est pas en relation directe ave', 2incompatibilité des rési- nes. La dispersion de l'oxyde de zinc est plus fonction dea impéra- tifs concernant la nature liase de la surface que de facteurs élec- triques ou sensitométriques, Le degré de broyage nécessaire pour ob- tenir une feuille d'aspect correct est fonction du type de revête- ment produit par brassage manuel en cours de dispersion. Une méthode moins subjective d'évaluation du temps de broyage consiste à analy- ser le revêtement à différents intervalles et pour une certaine fi- ne,-se de broyage. Cette finesse de broyage est déterminée à l'aide d'un appareil approprié.
Généralement, un broyage à des dimensions de particules de 0,13mm ou moins est considéré comme acceptable pour des travaux électro-photographiques.
Cependant, le degré d'incompatibilité n'a pas d'influence sur l'énergie nécessaire pour disperser l'oxyde de sine, de sorte que plus les résines sont incompatibles. plus il faut dépenser d'énergie pour obtenir un niveau désiré de dispersion.
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On a trouvmaintetqu'une augmentation de l'énergie mécanique fournie pour obtenir une meilleure dispersion de l'oxyde de zinc pouvait provoquer une réaction secondaire indésirable dans laquelle des diluants, habituellement des substances aromatiques telles que du toluène ou du xylène qui étaient ajoutée pour des raisons d'éco- nomie, sent "rejetés" par la combinaion résine-oxyde de zinc. On obtient alors une masse gommeuse au lieu d'une boue dans laquelle les particules fines d'oxyde de zinc sont uniformément dispersées.
Le phénomène de rejet décrit plue haut
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est particulièrement aenaibla lorsqu'on utilise :1" l-acétate de pet- :Lyv1.nyle et ses copo1.Jmres et oeulti-polyméree associée pour produire des liante réeineux utilisables avec des éléments d'enregis- trement 6leotrophotoaonduGteasa. Le produit formé lorsqu'on mélange de l'acétate de polyvinyle du commerce (dane lequel l'éthanol ou l'ac6tate d'éthyle constitue le eoivam réel) et une Mttx résine n'eo-b pari aisément neutraliae par des edtonon ou d'actrea aolvacta.
On peur dire que la famille de r'.1D8s à baee d'acétate de polyvi- nyls présente une tOJAftT1lQ. bien plus faible à des diluante 01&8siquement ut1U.'. dons des rav$teaanta Ileovopàotopaph1que. et,
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comme indiqué plus haut, l'introduction d'une énergie mécanique pro- voque une suppression de cette tolérance et une perturbation de la condition délicate d'équilibre du système résineux.
Il n'est pas possible d'expliquer au juste pourquoi la famille des résines à base d'acétate de polyvinyle, et probablement d'autres résines, est si intolérante à des diluants ou bien si instable dans les conditions décrites. Cependant, une thé- orie a été établie par des fabricants de résines et cette théorie est basée sur le fait que le niveau de la teneur en eau des résines est la cause des difficultés rencontrées. Ces fabricants suggèrent qu'un niveau d'humidité compris dans une certaine plage provoque l'- apparition des difficultés tandis qu'un niveau d'humidité supérieur ou inférieur à cette plage ne pose pas de problème.
L'invention a pour objet de remédier à ou d'éliminer la tendance de certaines résines utilisables dans la fabrication de revêtements électro-photographiques à être incompa- tibles pour des diluants et à être instables lorsqu'on met en dis- persion un pigment tel que de l'oxyde de zinc dans les résines en appliquant une énergie mécanique.
L'invention est basée sur le principe nouveau que la dispersion de l'oxyde de zinc dans un liant résineux, en particulier lorsqu'il ;et formé de deux résines incompatibles ou plus, est améliorée lorsqu'elle est exécutée à une température ré- duite et/ou lorsqu'elle est exécutée dans des opérations disconti- nues dont la première consiste à disperser initialement le pigment à base d'oxyde de zinc dans ure petite fraction du liant résineux total utilisé dans le revêtement éleotrophotographique.
Classiquement, la dispersion d'oxyde de zinc dans un liant résineux est effectuée en utilisant un rotor tournant à grande vitesse, de manière à broyer le mélange en lui ajoutant de l'énergie et en élevant sa température à environ 60 C.
Suivant l' invention, on utilise un échangeur de dualeur ou un appa- reil similaire pour maintenir la température du mélange à une va- le= -assez faible.
Plue particulièrement, la température préfères à laquelle est effectuée la dispersion de l'oxyde de zinc suivant l'invention, aut !réglée dans la plage comprise entre uns température d'environ @ et une valeur juste supérieure au point de ronde à la température ambiante, lorsque ce point de rosé* est situé au-delà de 12 , Cotte plage de température est importante du
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fait qu'on estime qu'elle permet au moins de modifier la teneur en humidité des résines utilisées et, par conséquent, de ne pas alté- rer l'équilibre délicat entre les résines,
leur teneur en humidité et les diluants utilisés pour la préparation des revêtements électro- photographiques.
Pour des raisons similaires, la disper- sion de l'oxyde de zinc dans une petite fraction da la masse totale de liants résineux est également importante.
L'addition, avec mélange mécanique, d'- une résine (par exemple de l'acétate de polyvinyle) à une quantité déterminée de pigments formés par de l'oxyde de zinc dans un dilu- ant fait diminuer fortement la viscosité du mélange résultant et augmenter fortement le degré de dispersion de l'oxyde de zinc dans le mélange de manière à obtenir un niveau maximal. Une addition com- plémentaire de résine, en poursuivant l'action mécanique de mélange, provoque une augmentation de la viscosité du mélange, tandis que le degré de dispersion de l'oxyde de zinc, qui est,au moins grossière- ment inversement proportionnel à la viscosité, diminue.
Cette re- lation a été mise en évidence dans le tableau ci-dessous et sur les figures 1 et 2, où on a indiqué les viscosités, mesurées en cen- tipoises (Brookfield) de quatre résines, ces viscosités diminuant d'abord lorsque les résines sont ajoutées à une quantité déterminée d'oxyde de zinc puis augmentant progressivement lorsqu'on a joute de 5 à 20 % en poids de la quantité totale de résine néoessaire pour obtenir le pourcentage final désiré de six parties en poids de pigment à une partie en poids de résines
TABLEAU
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I!9cos1té d'un mélAJ2.A"e de r.âs1nee e.i d'oD'de de zinc en fonction 911.. ourcentru!8 total en :
x)s dtL rés1# - Visoo81té en oenti-ooises (Brookfiold)
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<tb> % <SEP> total <SEP> en <SEP> Résine <SEP> Résine <SEP> Résine <SEP> Résine
<tb>
<tb>
<tb> poids <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb> résine <SEP> ASB-516 <SEP> GMS-264 <SEP> GMS-269 <SEP> GMS-270
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> 2.800 <SEP> 7.600 <SEP> 6.800
<tb>
<tb>
<tb> 6 <SEP> 44 <SEP> 68 <SEP> 32
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7 <SEP> 24 <SEP> 56-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 10 <SEP> 33 <SEP> 68 <SEP> 36
<tb>
<tb>
<tb> 15 <SEP> 52 <SEP> 120 <SEP> 37
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 16- <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 17 <SEP> - <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 18 <SEP> 66- <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 19 <SEP> 4.520 <SEP> - <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 20 <SEP> 3.
<SEP> 530 <SEP> 68 <SEP> 400 <SEP> 76
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 25 <SEP> 4. <SEP> 860 <SEP> - <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 30 <SEP> 5. <SEP> 040 <SEP> 104 <SEP> 128
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 35 <SEP> 5. <SEP> 880 <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 40 <SEP> 132 <SEP> 184
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 50 <SEP> 158
<tb>
Dans ce tableau interviennent les rési- nes suivantes :
- ASB-516 - Vinao ASB-516, un acétate de polyvinyle soluble dans
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des subi3t&.ncee alcalines et fabriqué par la Société Air Réduction and Carbide Company, - (I-264 - Gelva Mu!1iipolymer Solution tM9) 264, une solution dans l'éthanol d'un copolymère de maléate et d'acétate de po. lyvinyle, fabriqué par Monsanto Chemioal Company,
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- GM8-269 - Gelft MultipoJ.3'mer Solution (GMS) 269. un copolymère de maléate et d'acétate de vinyle mélangé a de l'acétate
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d '160%oeopyla et du toluène, fabriqué par Monsanto Chemi- os, ..JÇ&111' "i0 3e:&.. JI8alt1por Solution (OMS) 270, une solution dans l'etheaol d'un copolymre d'acétate de oJ..yvl,1ule au. toduroissement.
Ce type de relation s'est avéré appro- prié pour être appliqué à d'autres résines,, par exemple des résines
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a:Iqr1.. (AMh<np/3Mialw/idl<tnd 3.240 et De Soto B-7\)-()28) et des
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aory1nteJ (Aro"er/Dan1ela/K1dland 3.205, Rohm A Uan AT-50 et &.?2, et B.P. Goodrich Carboeet 514-A). La conséquence ou la significa- tion de cette relation dans le cadre présent de référencée est que, après qu'une certaine petite quantité de résine a été ajoutée, le rendement de mélange mécanique diminue (exprimé en fonction de la dispersion de l'oxyde de zinc) et un complément de mélange mécanique introduit un excès d'énergie qui, en supposant qu'il se présente sous forme de chaleur,
peut perturber la condition d'équilibre de la résine, le contact avec l'humidité et les diluante. En conséquence, il ne faut exercer qu'un degré limité de mélange mécanique et, en mélangeant délibérément le pigment constitué par l'oxyde de zinn avec une petite fraction du liant résineux total, suivant l'inven- tion, on peut obtenir un maximum de dispersion de l'oxyde de zinc dans la résine avec un degré minimal de mélange mécanique et on peut réduire les risques de perturbation de l'équilibra du système, On peut, en outre, procéder rar addition de la résine restante néces- saire, en tenant compte de ce que le mélange mécanique peut et doit être contrôlé avec soin pour ne pas avoir d'influence perturbatrice.
Ainsi, on a trouvé que, lorsque six parties en poids d'oxyde de zinc et une partie en poids d'une résine formée par le copolymère d'acétate de polyvinyle GMS 270 étaient dis- persées dans un mélange de toluène et de xylène, une fraction de la résine pouvait être utilisée pour disperser l'oxyde de zinc et avait un rôle aussi efficace qu'un agent de dispersion disponible dans le commerce tel que le monooléate de sorbitan. En ce qui concerno la résine GMS 270, la. concentration optimale a été trouvée comprise entre 7 % et 15% en poids de la résine totale a joutée. Cette quan- tité équivaut à une concentration en poids comprise entre environ 1,25 et 2,5 %, basée sur le poids d'oxyde de zinc utilisé.
Des dispersions réalisées en utilisant une basse température et une phase de dispersion préalable avec une partie de la résine décrite plus haut,ont donné une nette améli':- ration de la stabilité, une réduction de l'ordre de 30 % du temps de broyage et une finesse de broyage plus élevée. Ceci s'applique également à l'exemple de dispersion qui va être décrit; dans la suite et qui a permis d'obtenir un papier revêtu absolument compétitif et
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pouvante remplacer des feuilles de reproduction du commerce utilisa" blés dans des reproducteurs électro-photographiques de types connus.
EXEMPLE -
Un mélange photoconducteur de résines /
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incompatibles a été préparé par la procédure suivante, en utilisant les quantités indiquées, exprimées en parties en poids :
50 parties d'oxyde de zinc photoconducteur (AZO-ZZZ-661-33 fabriqué par la Société "Amerioan Zinc Sales Company"), 1,25 partie de copolymère d' acétate de polyvinyle GMS 270, 30 parties de toluène et 10 parties de xylène ont été intro- duites dans un broyeur Kady. Le mélange a été mécaniquement dis- persé pendant une période comprise entre 5 et 10 minutes à l'aide d'un échangeur de chaleur externe qui a maintenu le mélange à une température inférieure à 15,6 C.
Après que le revêtement a été dispersé pendant la période indiquée, un échantillon a été extrait et a été analysé en ce qui concerne la finesse de broyage et la finesse de dép8t après revêtement d'une feuille d'aluminium et après examen sous un verre grossissant. Une fois qu'on a déterminé la qualité de dispersion, on a ajouté les ingrédients suivants en agitant :
6,67 parties de GMS 270, 0,41 partie d'une alkyde etyrénée (par exemple le produit De Soto E-70-13 A fabriqué par la Société "De Soto Chemical Coating", Inc.) avec un pourcentage total de subs- tances solides de 55 %, et 1,2 partie de méthyl-éthyl-cétone. La composition résultante a présenté une viscosité de 76 centipoises déterminée à l'aide d'un appareil Brookfield, immédiatement après dispersion, puis elle a été déposée sur un papier par un procédé classique.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représen- tés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'au- tres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'- invention.
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Process for manufacturing electropliotoconductive elelients and elements thus obtained.
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The present invention relates to the field of electro-photography and more particularly relates to a process for improving the quality of the coating composition used on electro-photoconductive recording elements as well as to the products obtained. with such a process.
The principles of electro-photographic reproduction are well known and consist, in general, of applying a uniform static charge to a recording element.
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recording by one of several methods and subjecting the element to light produced by an imaging system or by a contact system in order to selectively dissipate the charge, thereby producing an electro-static image which is then transformed into a permanent record visible by application of a developer.
The invention relates to an electro-photoconductive recording element consisting of a multi-layered sheet. The first layer consists of a base sheet of cellulosic material, eg paper, which may or may not contain a material improving its conductivity. On the base paper is deposited a second layer containing a material of high electrical conductivity. The third layer consists of a resinous binder of high electrical resistivity and in which is dispersed a pigment such as sine oxide.
1, the use of this type of electro-photoconductive element or recording agent has been commercially perfected to the point of being fully accepted in the field of reproduction. This reproduction process involves
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1. Charging the electro-photoconductive sheet by application to the recording medium of negative ions produced by a charging device such as an effluent device.
2.- Selective discharge of the electrophotoconductive sheet by exposure to the light projected by or transmitted through the original document which is to be reproduced (the areas most exposed to light becoming the most discharged)
3.- Development of the latent image using a developer which consists of a mixture of resinous materials and coloring particles in a finely divided state in air, in a carrier liquid or supported by metallic elements
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that @ (depending on the polarity of the particles and the charge of the electrophotoconductive sheet, the particles adhere differently to the surface of the sheet producing gradations of gray).
4. Fixing of the image and the recording medium by thermal or chemical means using solvent vapor.
Electro-photoconductive recording elements which can be used in the process described above have been described in numerous US patents as well as in foreign patents. In most cases, they comprise a resinous binder formed from one or more of the following materials: polysiloxanes, cellulose esters, polyvinyl acetate, acrylics, polystyrene, polyesters, to name a few. It is generally accepted in this field that a resinous binder solids in most cases do not exhibit all of the physical, chemical and electrical properties which are necessary to form a good recording medium.
In many cases, a combination of two or more compatible resinous materials produces an electro-photographic binder of better quality than a single resin.
It has recently been found that better electro-photographic performance can be obtained when the two resinous materials are incompatible. The compatibility of a resinous combination can be determined by mixing the resins together and noting the nature of the mixture. A homogeneous and clear mixture is the characteristic of a compatible system and, on the other hand, an incompatible system has an appearance between that of a cloudy solution and that of an insolubilized or precipitated resinous mixture.
It has recently been found that a fairly strong incompatibility can cause problems with regard to the dispersion of zinc oxide. However, by using suitable solvents, the incompatibility can be sufficiently balanced to allow normal adaptation of the resins and zinc oxide. Incompatibility can be manifested by mutual rejection of each of the resin categories, by destruction of one resin solvent by the other, or by an inter-molecular reaction which produces an insoluble molecular compound.
Low molecular weight ketones have been found to be very effective against
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act as a cosolvent on incompatible resins. The incompatibility of the quasi-dissolved resin can be confirmed by allowing a thin deposit of the resinous mixture to dry on a glass plate.
The cloudy appearance of the film confirms its incompatible nature.
The degree of dispersion of the oxide
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zinc is not directly related to the incompatibility of the resins. The dispersion of zinc oxide is more a function of the binding nature of the surface than of electrical or sensitometric factors. The degree of grinding required to obtain a correct sheet appearance is a function of the type. of coating produced by manual stirring during dispersion. A less subjective method of evaluating grinding time is to analyze the coating at different intervals and for some grinding purpose. This grinding fineness is determined using a suitable device.
Generally, grinding to particle sizes of 0.13mm or less is considered acceptable for electro-photographic work.
However, the degree of incompatibility does not influence the energy required to disperse the sine oxide, so that more resins are incompatible. the more energy it takes to achieve a desired level of dispersion.
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It has now been found that increasing the mechanical energy supplied to achieve better dispersion of the zinc oxide can cause an undesirable side reaction in which diluents, usually aromatics such as toluene or xylene which are added for for reasons of economy, feels "rejected" by the resin-zinc oxide combination. This gives a gummy mass instead of a slurry in which the fine particles of zinc oxide are uniformly dispersed.
The rejection phenomenon described above
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is particularly weakened when using: 1 "l-acetate of pet-: Lyv1.nyle and its copolymers and associated egg-polymer to produce resinous binders usable with 6leotrophotoaonduGteasa recording elements. The product formed when Commercial polyvinyl acetate (in which ethanol or ethyl acetate constitutes the actual eoivam) and an Mttx resin which is easily neutralized with edtonon or actrea aolvacta are mixed.
The polyvinyl acetate baee family of r'.1D8s is reported to have tOJAftT1lQ. much lower at diluents 01 & 8sically ut1U. '. donations from Ileovopàotopaph1que rav $ teaanta. and,
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as indicated above, the introduction of mechanical energy causes a suppression of this tolerance and a disturbance of the delicate condition of equilibrium of the resinous system.
It is not possible to fully explain why the family of polyvinyl acetate resins, and possibly other resins, are so intolerant of diluents or so unstable under the conditions described. However, a theory has been established by resin manufacturers and this theory is based on the fact that the level of water content of the resins is the cause of the difficulties encountered. These manufacturers suggest that a humidity level within a certain range causes difficulty to appear, while a humidity level above or below that range is not a problem.
The object of the invention is to remedy or eliminate the tendency of certain resins which can be used in the manufacture of electro-photographic coatings to be incompatible with diluents and to be unstable when dispersing such a pigment. than zinc oxide in resins by applying mechanical energy.
The invention is based on the novel principle that the dispersion of zinc oxide in a resinous binder, especially when it is formed from two or more incompatible resins, is improved when it is carried out at a re-temperature. picked and / or when performed in discontinuous operations the first of which is to initially disperse the zinc oxide pigment in a small fraction of the total resinous binder used in the electrophotographic coating.
Conventionally, the dispersion of zinc oxide in a resinous binder is carried out using a rotor rotating at high speed, so as to grind the mixture by adding energy to it and raising its temperature to about 60 C.
According to the invention, a binder exchanger or similar apparatus is used to maintain the temperature of the mixture at a fairly low level.
More particularly, the preferred temperature at which the dispersion of the zinc oxide according to the invention is carried out, aut! Regulated in the range between a temperature of about @ and a value just above the round point at room temperature. , when this rosé point * is located above 12, this temperature range is important for the
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made it possible to at least modify the moisture content of the resins used and therefore not to alter the delicate balance between the resins,
their moisture content and the diluents used for the preparation of electro-photographic coatings.
For similar reasons, the dispersion of zinc oxide in a small fraction of the total mass of resinous binders is also important.
The addition, with mechanical mixing, of - a resin (for example polyvinyl acetate) to a determined quantity of pigments formed by zinc oxide in a diluent greatly reduces the viscosity of the resulting mixture. and greatly increasing the degree of dispersion of zinc oxide in the mixture so as to obtain a maximum level. Further addition of resin, continuing the mechanical mixing action, causes an increase in the viscosity of the mixture, while the degree of dispersion of zinc oxide, which is, at least roughly inversely proportional to viscosity decreases.
This relationship has been demonstrated in the table below and in Figures 1 and 2, where the viscosities, measured in centipoise (Brookfield) of four resins are indicated, these viscosities first decreasing when the resins are added to a determined amount of zinc oxide and then gradually increasing when added from 5 to 20% by weight of the total amount of resin needed to obtain the desired final percentage of six parts by weight pigment to one part by weight of resins
BOARD
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I! 9cos1té of a melAJ2.A "e of r.âs1nee e.i oD'de zinc according to 911 .. ourcentru! 8 total in:
x) s dtL res1 # - Visoo81té in oenti-ooises (Brookfiold)
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<tb>% <SEP> total <SEP> in <SEP> Resin <SEP> Resin <SEP> Resin <SEP> Resin
<tb>
<tb>
<tb> weight <SEP> of
<tb>
<tb>
<tb> resin <SEP> ASB-516 <SEP> GMS-264 <SEP> GMS-269 <SEP> GMS-270
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2
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<tb>
<tb> 3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> 2.800 <SEP> 7.600 <SEP> 6.800
<tb>
<tb>
<tb> 6 <SEP> 44 <SEP> 68 <SEP> 32
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7 <SEP> 24 <SEP> 56-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 10 <SEP> 33 <SEP> 68 <SEP> 36
<tb>
<tb>
<tb> 15 <SEP> 52 <SEP> 120 <SEP> 37
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 16- <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 17 <SEP> - <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 18 <SEP> 66- <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 19 <SEP> 4.520 <SEP> - <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 20 <SEP> 3.
<SEP> 530 <SEP> 68 <SEP> 400 <SEP> 76
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<tb>
<tb>
<tb> 25 <SEP> 4. <SEP> 860 <SEP> - <SEP> -
<tb>
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<tb> 30 <SEP> 5. <SEP> 040 <SEP> 104 <SEP> 128
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<tb> 35 <SEP> 5. <SEP> 880 <SEP> -
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<tb> 40 <SEP> 132 <SEP> 184
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<tb> 50 <SEP> 158
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The following resins are used in this table:
- ASB-516 - Vinao ASB-516, a polyvinyl acetate soluble in
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alkaline and manufactured by the Air Reduction and Carbide Company, - (I-264 - Gelva Mu! 1iipolymer Solution tM9) 264, an ethanol solution of a copolymer of maleate and po acetate. lyvinyl, manufactured by Monsanto Chemioal Company,
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- GM8-269 - Gelft MultipoJ.3'mer Solution (GMS) 269. a copolymer of maleate and vinyl acetate mixed with acetate
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of 160% oeopyla and toluene, manufactured by Monsanto Chemios, JI8alt1por Solution (WHO) 270, an ethol solution of an acetate copolymer of oJ. .yvl, 1ule au. toduroissement.
This type of relationship has been found to be suitable for application to other resins, for example resins.
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a: Iqr1 .. (AMh <np / 3Mialw / idl <tnd 3.240 and De Soto B-7 \) - () 28) and
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aory1nteJ (Aro "er / Dan1ela / K1dland 3.205, Rohm A Uan AT-50 et &.? 2, and BP Goodrich Carboeet 514-A). The consequence or significance of this relation in the present frame of reference is that , after a certain small amount of resin has been added, the mechanical mixing efficiency decreases (expressed as a function of the dispersion of zinc oxide) and further mechanical mixing introduces excess energy which, assuming that it is in the form of heat,
may disturb the equilibrium condition of the resin, contact with humidity and thinner. Accordingly, only a limited degree of mechanical mixing needs to be exerted, and by deliberately mixing the pigment of zinc oxide with a small fraction of the total resinous binder, according to the invention, maximum can be achieved. dispersion of the zinc oxide in the resin with a minimum degree of mechanical mixing and the risks of disturbing the equilibrium of the system can be reduced. Furthermore, the addition of the necessary remaining resin can be carried out, taking into account that the mechanical mixing can and should be carefully controlled so as not to have any disturbing influence.
Thus, it was found that when six parts by weight of zinc oxide and one part by weight of a resin formed by the polyvinyl acetate copolymer GMS 270 were dispersed in a mixture of toluene and xylene, a fraction of the resin could be used to disperse zinc oxide and was as effective as a commercially available dispersing agent such as sorbitan monooleate. With regard to the GMS 270 resin, the. optimum concentration was found to be between 7% and 15% by weight of the total resin added. This amount equates to a weight concentration of between about 1.25 and 2.5%, based on the weight of zinc oxide used.
Dispersions carried out using a low temperature and a preliminary dispersion phase with part of the resin described above, have given a marked improvement: - ration of stability, a reduction of the order of 30% of the grinding time and a higher grinding fineness. This also applies to the example of dispersion which will be described; in the following and which made it possible to obtain an absolutely competitive coated paper and
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This can be substituted for commercial reproduction sheets used in electro-photographic reproducers of known types.
EXAMPLE -
A photoconductive mixture of resins /
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incompatible was prepared by the following procedure, using the indicated amounts, expressed in parts by weight:
50 parts of photoconductive zinc oxide (AZO-ZZZ-661-33 manufactured by "Amerioan Zinc Sales Company"), 1.25 parts of polyvinyl acetate copolymer GMS 270, 30 parts of toluene and 10 parts of xylene were introduced into a Kady mill. The mixture was mechanically dispersed for a period of between 5 and 10 minutes using an external heat exchanger which maintained the mixture at a temperature below 15.6 C.
After the coating was dispersed for the period indicated, a sample was taken out and was analyzed for fineness of grind and fineness of deposit after coating with aluminum foil and after examination under magnifying glass. . Once the quality of dispersion was determined, the following ingredients were added with stirring:
6.67 parts of GMS 270, 0.41 part of an etyrenated alkyd (for example the product De Soto E-70-13 A manufactured by the company "De Soto Chemical Coating", Inc.) with a total percentage of subs - solids of 55%, and 1.2 part of methyl ethyl ketone. The resulting composition exhibited a viscosity of 76 centipoise, determined using a Brookfield apparatus, immediately after dispersion, and then it was deposited on paper by a conventional method.
Of course, the invention is not limited to the exemplary embodiments described and shown above, from which other embodiments and other embodiments can be provided, without departing from the scope of this. of the invention.