CS196918B1

CS196918B1 - Matrice pro přenosnou elektrofotografii

Info

Publication number: CS196918B1
Application number: CS899877A
Authority: CS
Inventors: Stanislav Nespurek; Ivo Chudacek; Klein-Szymanskabbarbara; Danka Slavinska; Miloslav Sorm; Karel Ulbert
Original assignee: Stanislav Nespurek; Ivo Chudacek; Klein Szymanskabbarbara; Danka Slavinska; Miloslav Sorm; Karel Ulbert
Priority date: 1977-12-29
Filing date: 1977-12-29
Publication date: 1980-04-30

Abstract

Vynález se týká několikavrstvového systému pro přenosovou elektrografii s velmi dobrými vlastnostmi pro přímé kopírování na normální papírový list.

Description

Je všeobecně známa výroba a použití elektrostatických materiálů, například s použitím kysličníku zinečnatého jako anorganického fotovodiče. Tyto materiály sestávají z dostatečně vodivé papírové podložky, na kterou je nanesena fotocitlivá vrstva. Takto upravený papír poskytuje elektrofotografický materiál, který po koronovém nabití, světelné expozici a vyvolání dává přímé kopie. Nevýhodou těchto materiálů pro přímé kopírování Je vysoká cena hotových kopií, nižší kontrast, někdy i mírné zabarvení podkladu a především poměrně velká váha hotové kopie.

Některé tyto nevýhody odstraňuje nepřímý způsob, který využívá kovového selenu, zpravidla napařeného na vhodné vodivé podložce. Obraz vytvořený na povrchu selenové vrstvy se elektrostaticky přenese na běžný papír. Výrazným nedostatkem tohoto způsobu je složitá a drahá příprava selenových desek. V poslední době se začínají používat také organické fotovodiče jako přímé náhrady selenu s cílem dosáhnout dostatečného počtu kopií na běžný papír při použití levnějších a méně náročných technologií přípravy tiskové matrice (masteru). I když se podařilo připravit vrstvy s citlivostí srovnatelnou s citlivostí selenových vrstev, nejsou výsledky v praxi optimální. Vrstvy připravené na bázi organických fotovodičů vykazují některé nedostatky, zvláště pak malou odolnost povrchu proti působení vývojek, které jsou připraveny na bázi organických rozpouštědel, malou odolnost povrchu proti mechanickému poškození a často i značně velký zbytkový potenciál po expozici.

Předmětem tohoto vynálezu je nový materiál pro přenosovou elektrografii, který odstraňuje zmíněné nedostatky organických fotocitlivých vrstev.

Předmětem vynálezu je matrice pro přenosovou elektrofotografii na bázi poly(N-vinylkarbazolu), opticky aktivovaného 2,4,7-trinitrofluorenonem ve vzájemném poměru 1:1 až 10:1, sestávající ze soustavy vrstev na podkladovém materiálu tvořeném papírem nebo polyethylentereftalátovou nebo celuloidovou fólií tloušťky 70 až 160 μτη, na kterou je nanesena první vodivá mezivrstva, vytvořená z kovového hliníku o síle 0,1 až 10 μτη, druhá vodivá mezivrstva, vytvořená z organických polymerních polyelektrolytů, dále následuje vrstva fotoaktivovaného organického polymerního fotovodiče a dielektrická vrstva zesíťovaného poly(N-vinylkarbazolu), nebo vodivá vrstva z organických polymerních polyelektrolytů anionického charakteru, vrstva aktivovaného organického polymerního fotovodiče a dielektrická vrstva zesíťovaného poly(N-vinylkarbazolu), nebo vodivá mezivrstva kovového hliníku, vrstva aktivovaného organického polymerního fotovodiče a dielektrická vrstva zesíťovaného póly (N-vinylkarbazolu), vyznačená tím, že vodivá vrstva z organických anionaktivních polyelektrolytů obsahuje alkalickou nebo amonnou sůl poly(ω-suifoxyalkyl-akrylátu) nebo poly(&>-sulfoxyalkyl-methakrylátu) obecného vzorce (i),

COO-Z-OSOjR⁵ kde R představuje vodíkový atom nebo methylovou skupinu, Z představuje skupinu -C(R¹R²j-C(R³R⁴)- nebo skupinu -CfR^-CjR^j-CjR⁴), kde substituenty R¹, R², R³, R⁴ představují vodíkový atom, nebo lineární či rozvětvenou alkylovou skupinu obsahující 1 až 6 uhlíkových atomů a R⁵ představuje lithium, sodík, draslík nebo NH4+, nebo kopolymer sloučeniny obecného vzorce (I) s kyselinou akrylovou nebo methakrylovou ve formě jejich lithných, sodných, draselných nebo amonných solí obsahujícího 50 až 99 mol % sloučeniny obecného vzorce (I), a že dielektrická vrstva zesíťovaného poly(N-vinylkarbazolu J je vytvořena z par N-vinylkarbazolu ve střídavém elektrickém výboji. Materiál sestává z několika vrstev (sendviče), jehož podkladovým materiálem je papírová, póly (ethylentereftalátová), celuloidová nebo jiná známá podložka o síle 70 až 160 μηι, na níž je nanesena první vodivá mezivrstva kovového hliníku o tloušťce 0,1 až 20 μπι, potom druhá vodivá mezivrstva, která sestává z polymerních anionických polyelektrolytů, o tloušťce 0,2 až 10 μτα, která tvoří vlastní podklad pro fotovodivou vrstvu na bázi póly (N-vinylkarbazolu) a 2, 4, 7-trinitrofluorenonu ve vzájemném poměru 10:1 až 1:1, o tloušťce 2 až 40 μνα, na kterou je nanesena ve vysokofrekvenčním výboji vrstva zesíťovaného poly(N-vynilkarbazolu) tloušťky 0,5 až 5 ,«m, nebo ze sendviče, jehož podkladovým materiálem je papírová nebo jiná známá podložka o síle 70 až 160 ^m, na níž je nanesena vodivá vrstva z polymerních anionických polyelektrolytů o tloušťce 0,2 až 10 ,«m, která tvoří podklad pro fotovodivou vrstvu na bázi póly (N-vinylkarbazolu) a 2, 4, 7-trinitrofluorenonu ve vzájemném poměru výše uvedeném, na kterou je nanesena ve vysokofrekvenčním výboji vrstva zesíťovaného póly (N-vinylkarbazolu) tloušťky 0,5 až 5 μπι nebo ze sedviče, jehož podkladovým materiálem je papírová, poly(ethylen-tereftalátová), celuloidová nebo jiná známá podložka tloušťky 70 až 160 μπι, na níž je nanesena vodivá mezivrstva kovového hliníku o tloušťce 0,1 až 10 μπι, poté fotovodivá vrstva na bázi poly(N-vinylkarbazolu) a 2, 4, 7-trinitrofluorenonu a vrstva zesíťovaného póly (N-vinylkarbazolu) tloušťky 0,5 až 5 μΐη.

Nanesení vrstvy zesíťovaného póly (N-vinylkarbazolu) se provede v elektrickém výboji v parách monomeru N-vinylkarbazolu, který zpolymeruje na povrchu sedviče, který se nachází na jedné z elektrod vysokofrekvenční polymerizační aparatury. Reakce probíhá v mezielektrodovém prostoru, který je zpočátku vyčerpán na tlak ImPaa poté naplněn parami monomeru N-vinylkarbazolu, získanými zahřátím prášku monomeru na teplotu 320 až 350 K. Tlak par monomeru se udržuje v mezích 50 až 500 Pa změnou teploty sublimovaného monomeru dle žádané tloušťky nanášené vrstvy. Na elektrody je přiloženo střídavé napětí 700 až 1200 V o frekvenci 50 až 200 kHz. Tlouštka nanášené vrstvy závisí také na hustotě proudu, která se pohybuje v mezích 0,5 až 3 mA/cm²a délce trvání reakce. Takto vytvořená vrstva je homogenní, tvrdá, nerozpustná v organických rozpouštědlech a chemicky a mechanicky odolná. Její elektrická vodivost je řádu 10⁴⁸ohmAcm¹.

Molekulová hmotnost póly (N-vinylkarbazolu) pro přípravu fotovodivé vrstvy je 10⁴ až 10^s; uvedený polymer je rozpustný v aromatických rozpouštědlech jako v benzenu, toluenu, xylenu a v chlorovaných uhlovodících. Optická aktivace póly (N-vinylkarbazolu j může být provedena celou řadou známých akceptorů, rozpuštěných například v benzenu, 1, 4-dioxanu, tetrahydrofuranu, s výhodou pak 2, 4, 7-trinitrofluorenonem. K aktivaci může být použito i směsi dalších akceptorů s 2, 4, 7-trinitrofluorenonem Místo póly (N-vinylkarbazolu) je možné použít i jiných substituovaných derivátů póly (N-vinylkarbazolu).

Druhá vodivá mezivrstva sestává z polymerních sloučenin obecného vzorce —(,

GH«

C (R)^~ !00 —Z — 0S0_aR^s · nebo jejich kopolymerů s a, /3-nenasycenými karboxylovými. kyselinami nebo jejich alkalickými, případně amonnými solemi, kde R představuje vodíkový atom nebo methylovou skupinu, Z představuje skupinu — C(R⁴R²) — C(R³R⁴) nebo skupinu —C(R¹)—C(R²R³)—C(R⁴)—, kde substituenty R¹, R², R³, R⁴ představují vodíkový atom nebo lineární čí rozvětvenou alkylovou skupinu, obsahující 1 až 6 uhlíkových atomů, R⁵ představuje alkalický kov, lithium, sodík, draslík nebo amoniový ion. Mechanické vlastnosti těchto polymerů lze podle vynálezu upravovat přidáním nízkomolekulárních nebo vysokomolekulárních hydroxysloučenin. Vhodné jsou například glycerol, ethylenglykol, poly(vinylalkohol), škrob, deriváty aminů, s výhodou mono-, di-, tri (2-hydroxyethyl) amin, mono-, di-, tri (2-hydroxyethyl)amidy vyšších mastných kyselin a jejich směsí.

Homopolymery jsou bezbarvé látky s poměrně vysokou vodivostí, kterou si uchovávají i ve značně suchých podmínkách. Lze je připravit o molekulové hmotnosti od 10⁴ do 10⁶, popřípadě i vyšší, v závislosti na množství a druhu použitého rozpouštědla, iniciátoru, polymerizační teploty a přenašečů molekulové hmotnosti. Kopolymerizaci alkalických solí ω-sulfoxyalkyl-methakrylátu nebo ω-sulfoxyalkyl-akrylátu je možné provést s kyselinou methakrylovou a akrylovou, nebo s jejich vzájemnými směsmi. Do formy úplné amonné nebo alkalické soli se kopolymér převede neutralizací volných karboxylových skupin pomocí ekvivalentního množství hydroxidu příslušného alkalického kovu nebo čpavku, nejlépe vnášením a rozmícháním kopolymerů do vhodného roztoku alkálie nebo čpavku. Kopolymerizací zmíněných monomerů s nenasycenými karboxylovými kyselinami a převedením kyseliny na příslušnou amonnou nebo alkalickou sůl elektrická vodivost polymeru dále vzroste.

Polymery použité na přípravu mezivrstvy vytvářejí homogenní vrstvy. Pro vytvoření vrstvy se použije zředěných roztoků ve vodném rozpouštědle. Vesměs stačí voda jako rozpouštědlo, protože tyto polymery 1 kopolymery jsou ve vodě dobře rozpustné a výhody plynoucí z použití vody jsou zřejmé. Je možné ovšem použít i některých organických rozpouštědel, například dimethylformamidu, dimethylsulfoxidu a jejich vodných směsí.

Uvedený sendvič je vhodný jako materiál pro matricovou (masterovou) elektrofotografii a může být využít ve vhodných tiskových zařízeních. Vyvolání latentního obrazu je možné provádět práškovou nebo kapalinovou vývojkou se specifickými vlastnostmi, bez zjevného porušení krycí dielektrické poly(N-vinylkarbazolové) vrstvy i při mnohonásobném používání. Přítomnost dielektrické vrstvy nepatrně zvyšuje zbytkový náboj po expozici. Tuto nevýhodu uvedeného systému lze však jednoduše odstranit zvýšením intenzity osvětlení. Uvedený efekt částečně kompenzuje přítomnost druhé mezívrstvy z organických polyelektrolytů. Následující příklady slouží pro ilustraci vynálezu a neomezují šíři vynálezu.

Příklad 1

Poly(ethylen-tereftalátová) fólie tloušťky 100 μτη se opatří vrstvou hliníku tloušťky 10 ftm. Na hliníkovou vrstvu se nanese vodný roztok sodné soli ω-sulfoxyethyl-akrylátu o tloušťce 3 až 5 |Um. Po uschnutí se na tuto vrstvu nanese roztok, který získáme smícháním benzenového roztoku poly(N-vinylkarbazolu) a benzenového roztoku 2, 4, 7-trinitrofluorenonu tak, aby hmotnostní poměr obou složek byl 2:1 v konečném roztoku. Tloušťka suchého nánosu této vrstvy se volí 10 μΐη. Po dokonalém vysušení se provede temperace po dobu dvou až čtyř hodin při teplotě 300 až 350 K. Takto připravený systém se vloží do vakuové aparatury, kde se provede potažení dielektrickou vrstvou poly(N-vinylkarbazolu) polymeraci v elektrickém výboji po dobu 25 minut při proudové hustotě l,6mA/cm², a frekvenci 110 kHz. Takto připravená vrstva je 2,3 μτη silná. Tímto je sendvič připraven k použití.

Příklad 2

Postup přípravy sendvičového materiálu je stejný jako v příkladě provedení 1, jen s tím rozdílem, že místo sodné soli 1-sulfoxyethyl-akrylátu se použije draselná sůl 3-sulfoxyhutyl-methakrylátu.

Příklad 3

Na papírovou podložku tloušťky 100 μΐη se nanese vodný roztok kopolymerů sestávajícího z 90 mol % draselné soli 2-sulfoxyethyl-methakrylátu a 10 mol % methakrylátu draselného tak, aby váhové množství použitého polyelektrolytu se pohybovalo kolem 3 až 6 g/m². Další postup se provede podle příkladu provedení 1.

Příklad 4

Papírová podložka se opatří vrstvou hliníku tloušťky 10 μτη. Na hliníkovou vrstvu se nanese následuiící. roztok získaný smícháním 10 g 2, 4, 7-trin’rofluorenonu ve směsi 10 ml 1, 4-dioxanu a 50 ml tetrahydrofuranu. Tloušťka nánosu této vrstvy je 8 fim. Povrchová dielektrické vrstva se připraví podle postupu uvedeného v příkladě provedení 1,

Předmět

Claims

Předmět

Matrice pro přenosovou elektrofotografii na bázi poly(N-vinylkarbazolu), opticky aktivovaného 2, 4, 7-trinitrofluorenonem ve vzájemném poměru 1:1 až 10:1, sestávající z řady vrstev na y n á 1 e z u podkladovém materiálu tvořeném papírem nebo fólií polyethylentereftalátovou nebo celuloidovou tloušťky 70 až 160 μΐη, na kterou je nanesena první vodivá mezivrstva vytvořená z kovo196918 vého hliníku o síle 0,1 až 10 μΐη, druhá vodivá mezivrstva vytvořená z organických polymerních polyelektrolytů, dále následuje vrstva fotoaktivovaného organického polymerního fotovodiče a dielektrická vrstva zesíťovaného poly(N-vinylkarbazolu), nebo vodivá vrstva z organických polymerních polyelektrolytů anionického charakteru, vrstva aktivovaného organického polymerního fotovodiče a dielektrická vrstva zesíťovaného póly (N-viny lkarbazolu) nebo vodivá mezivrstva kovového hliníku, vrstva aktivovaného organického polymerního fotovodiče a dielektrická vrstva zesíťovaného póly (N-vinylkarbazolu), vyznačená tím, že vodivá vrstva z organických anionaktivních polyelektrolytů obsahuje alkalickou nebo amonnou sůl poly(w-sulfoxyalkyl-akrylátu) nebo poly(ω-sulf oxy alky 1-methakrylá tu) obecného vzorce

CD.

CQO-Z-OSOaR⁸ kde R představuje vodíkový atom nebo methylovou skupinu, Z představuje skupinu -C(R¹R²)-C(R³R⁴)- nebo skupinu -C(R⁴)-C(R²R³)-C(R⁴), kde substituenty R¹, R², R³, R⁴ představují vodíkový atom, nebo lineární či rozvětvenou alkylovou skupinu obsahující 1 až 6 uhlíkových atomů a R⁵ představuje lithium, sodík, draslík nebo NH4+, nebo kopolymer sloučeniny obecného vzorce (I) s kyselinou akrylovou nebo methakrylovou ve formě jejich lithných, sodných, draselných nebo amonných solí obsahujícího 50 až 99 mol % sloučeniny obecného vzorce (I), a že dielektrická vrstva zesíťovaného poly(N-vinylkarbazolu) je vytvořena z par N-vinylkarbazolu ve střídavém elektrickém výboji.

Cena: 2,40 KCs

VýchodoCeské tiskárny n. p., provoz 19 Litomyšl

OPRAVA «

popisu vynálezu k autorskému osvědčení č. 196 918 \ (51) Int. Cl.³ — G 03 G 13/14

V popisu vynálezu k Autorskému osvědčení č. 196 918 má být v záhlaví autor vynálezu:

Místo: ... CHUDÁČEK IVO DNDr. CSc., PRAHA, . ..

Správně: ... CHUDÁČEK IVO RNDr. CSc., PRAHA,...

ÚŘAn PRO VYNÁLEZY a objevy