CS213287B1 - Materiál pro elektrografii - Google Patents

Description

Vynález se týká materiálu pro elektrografii se zlepšovanými sensitometrickými a mechanickými vlastnostmi, současně je tento materiál přizpůsoben pro moderní rychlé reprodukční systémy přímé elektrografie na bázi kysličníku zinečnatého.

Jsou všeobecně známy elektrografické materiály pro přímou reprodukci na bázi anorganického polovodiče kysličníku zinečnatého, použitelné též v některých případech jako ofsetové matrice. Anorganický polovodič ve formě pigmentu o velikosti částic asi 0,35 mikrometrů je jemně rozptýlen v nosném pojivu, vhodně sensibilizován a nanesen na vodivou podložku na příklad papírovou, kovovou a podobně. Důležitou složkou je organické pojivo, nebot v mnoha parametrech ovlivňuje jak vlastni výrobní proces, tj. především dispergaci a polev, tak i konečné vlastnosti elektrografického materiálu, tj. především přijímavost a povrchovou stabilitu elektrostatického náboje /tím i densitu/ a dále pokles takto přijatého potenciálu vlivem současně probíhajícího vybíjení do podložky /temnostní spád/, dále pak pojivo ovlivňuje a to v kladném i záporném smyslu mechanické vlastnosti materiálu. Současně pak použité pojivo ovlivňuje rozhodující měrou interakci mezi fotovodivou vrstvou a vodivým podkladem. Projevuje se to z mechanického hlediska zvýšenou nebo sníženou soudržností, možností nežádoucí penetrace do vodivého podkladu, případně blokováním této penetrace, jejímž důsledkem je změna poměru složek ve fotovodivé vrstvě a tím i změna vlastností k horšímu. Rovněž tak je důležité dále, aby součásti, nebo rozpustné složky základní vodivé vrstvy nepřecházely do fotovodivé vrstvy v průběhu výroby, ani v průběhu přirozeného stárnutí.

213 287

Jako pojiv pro vlastní fotovodivou vrstvu se obvykle využívá syntetických i přírodních pojiv (pryskyřic), případně pak jejich kombinace, které umožňuji dosažení a využití všech optimálních vlastností k danému účelu. V současné době je pro tento účel popsány a používána celá řada pojiv z nichž lze uvést na příklad pryskyřice fenolformaldehydové, maleinátové, estery, celulosy, acetostéaráty celulosy, jednoduché, nebo substituované deriváty odvozené od vinylkarbazolu, alkylakryl^ty, kopolymery vinylacetátu s kyselinou krotonovou, kopolymery vinylacetátu s vinylalkoholovými estery, polyvinylstearáty, .kopolymery vinylchloridvinylacetát, vinylacetátmaleinanhydrid, polymery nebo kopolymery styrenu, styrenmetakrylát, styrenbutadieny, vinyltoluen, estery kyseliny akrylové a metakrylové, polyvinylbutyral, polyvinylformal, polyfosfity, polykarbonáty, polyetylén o různé molekulové váze, polyamidy, polyestery, silikonové pryskyřice, alkydové pryskyřice, kyselina abietová čistá, případně její deriváty a modifikace, různé typy vosků a podobně. Všeobecnou společnou vlastnosti těchto pojiv je jejich hydrofobita ve větší nebo menší míře, což je důležité z hlediska požadované neslučitelnosti s vodivými vrstvami základní podložky, které jsou obvykle vodorozpustné s iontovým charakterem, pokud je prováděna úprava papírové podložky. Pro tento účel se používá pigmentovaných vrstev bud na bázi běžných elektrolytů /NaNOj/, případně jsou využívány vodivé pryskyřice typu kationaktivních polymerů, což je obvyklejší, nebot je dosahován vyšší účinek.

Výše uvedená organická po jivatiužívaná pro přípravu fotovodivých vrstev, případně jejich kombinace však nesplňují zcela veškeré požadavky, které jsou na pojivá k těmto účelům v současné době kladeny. Obvykle není dosahována relace mezi kvalitou a technologií výroby, případně zpracovatelnosti pojivá. Velmi často dochází k případům, že organické pojivo s dobrými elektrickými a elektrostatickými vlastnostmi disperguje pigment /kysličník zinečnatý/ tak obtížně, že jej prakticky nelze použít a naopak pojivá s dobrou dispergační účinností dávají málo kvalitní /šedý/ obraz. Zvláštní skupina problémů pak tvoří závady týkající se interakce mezi pojivém fotovodivé vrstvy a vodivou vrstvou podložky. Může docházet až k odlupování fotovodivé vrstvy při silnějším snížení soudržnosti, dále pak zvláště nežádoucí jsou případy penetrace /ve výrobní fázi/ roztoku pojivá fotovodivé vrstvy do vrstvy vodivé a naopak, které silně zhoršují kvalitu reprodukce a způsobuji urychlení procesu stárnutí materiálu zvláště v neobvyklých klimatických podmínkách. Tyto problémy se mohou zvláště vyskytovat při aplikaci vysokorychlostních polevů se současným použitím slabých nánosů, na příklad ve své mechanické formě tvorbou nejrůznějších závad v polevu jako čárek, nesmočených míst a podobně. Všeobecně tedy vzrůstají požadavky na použitá pojivá ve smyslu nutnosti dosažení velmi dobrých vlastností sensitometrických, mechanických a filmotvorných. Značně důležitý je pak požadavek sladění vlastností těchto pojiv s vlastnostmi použité vodivé vrstvy papírové podložky z hlediska výrobní technologie, zpracování i využitelnosti v extrémních klimatických podmínkách v delším časovém úseku po předpokládanou dobu životnosti materiálu. Tento požadavek bývá plněn pouze částečně a obvykle bud za cenu změny ostatních vlastností, nebo nutnosti použiti kvalitnější, respektive ekonomicky nejvýhodnější surovinové báze.

Není dosud možné plné využití méně kvalitních surovin /například vodivě upravené papírové podložky nebo kysličníku zinečnatého tak, aby nedošlo ke změně výsledných vlastností materiálu.

213 287

Tento požadavek je důležitý zvláště v současné době, kdy energetická náročnost používaných surovin a procesů hraje rozhodující roli z hlediska průmyslové aplikace.

Výše uvedené nedostatky nemá materiál pro elektrografii podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává ze základní nosné podložky na bázi celulosy, která je oboustranné opatřena pigmentovanou vodivou vrstvou kation ckého polymeru, a vlastní fotovodivé vrstvy obsahující 50 až 90 % sensibilisovaného kysličníku zinečnatého a 10 až 50 % směsného dielektrického pojivá, obsahujícího jako první složku 40 až 95 % kopolymerů styrenu, 2-etylhexylakrylátu a kyseliny akrylové, přičemž obsah styrenu je v rozmezí 60 až 75 %, obsah 2etylhexylakrylátu 25 až 35 % a obsah kyseliny akrylové 0,5 až 4 % a jako druhou složku 5 až 60 % alkydu na bázi ricinového a «Ojového oleje, s výhodou modifikovaný styrenem, v rozsahu 3 až 35 %, vztaženo na alkyd.

Z výhodných vlastností tohoto materiálu je možno uvést především dokonalé sladění vlastností jednotlivých složek funkčních vrstev z hlediska technologicko-výrobního a aplikačního. Jsou dosahovány vysoké hodnoty černání a citlivosti s úplným omezením závad v kvalitě polevu. Přiřozená stabilita materiálu je zvýšena až o 50 % proti běžným materiálům, což umožňuje prodloužení záruční doby na 3 roky. Současně se zlepšují mechanické vlastnosti materiálu, tj. především se zvyšuje soudržnost fotovodivé vrstvy s podložkou, snižuje se kroucení materiálu, což umožňuje využití vyšších kopírovacích rychlostí. Oalším kladem tohoto materiálu je možnost použití vysokých polévacích rychlosti do 140m/min a vysoká rychlost sušení /méně než 0,6 s/. Dále je pak běžně využíváno slabších nánosů fotovodivé vrstvy /asi o 10 až 20 %/ proti klasickým způsobům, což je podmíněno všeobecně vyšším nabíjecím potenciálem materiálu /tato možnost snížení nánosu je důležitá z ekonomického hlediska /. Mimořádně důležitá je pak možnost využiti i méně kvalitních surovin pro výrobu tohoto materiálu. Jako příklad je možno uvést využití podložky s částečně sníženou vodivostí, případně se sníženou penetrační odolností, využití méně kvalitních typů ZnO se sníženým nabír jecim potenciálem, respektive využiti směsí různých typů ZnO.

Příklad

Směs o složení S 350 g kysličníku zinečnatého o velikosti částic /střední/ 0,35 mikrometrů, 80 g kop.olymeru o složení 68 % styrenu, 31 % 2-etylhexylakrylátu a 1 % kyseliny akrylové /jako 50% roztok v toluenu/, 12 g alkydu na bázi ricinového a sojového oleje modifikovaného 10 % styrenu /jako 50% v toluenu/ a 250 ml toluenu /technický/ se intensivně disperguje ve vysokoobrátkovém mixeru až je dosaženo velikosti částic 25 až 35 mikrometrů, měřeno grindometrem. Dispergaci je možno provést bud s celkovou dávkou pojivá, nebo s 20 g kopolymerů styrenu /nízkopojivová dispergace/, kdy je dispergace rychlejší. Sensibilinace se provede roztokem následujících barviv :

3,7 ml fluorescin (sodná sůl, 1%-ní roztok v etanolu)

2,3 ml bromfenolová modř (1%-ní roztok v etanolu) a polévá se vydatností 20 až 24 g/m^ na papírovou podložku, gramáže 60 g/m^ opatřenou Oboustranně nánosem kationického polymeru kvarterní pryskyřice s obsahem 15,5 % pigmentu CaCO^ o

a 5 % vodorozpustného škrobu, při celkové gramáži každé vrstvy 4 g/m. Po usušení se zpracuje v běžných elektrostatických kopírkách.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Materiál pro elektrografii, vyznačený tím, že sestává ze základní nosné podložky na bázi celulosy, která je oboustranně opatřena pigmentovanou vodivou vrstvou kationického polymeru, a vlastni fotovodivé vrstvy obsahující 50 áž 90 % sersibilisovaného kysličníku zinečnatého a 10 až 50 % směsného dielektrického pojivá, obsahujícího jako první složku 40 až 95 % kopolymerů styrenu, 2-etylhexylakrylátu a kyseliny akrylové, přičemž obsah styrenu je v rozmezí 60 až 75 %, obsah 2-etylhexylakrylátu 25 až 35 % a obsah kyseliny akrylové 0,5 až 3 %, a jako druhou složku 5 až 60 % alkydu na bázi ricinového a sojového oleje, s výhodou modifikovaný styrenem v rozsahu 3 až 35 %, vztaženo na alkyd.

   Vytiskly Moravské tiskařské závody,