CS253473B1

CS253473B1 - Dielectric material

Info

Publication number: CS253473B1
Application number: CS855077A
Authority: CS
Inventors: Jan Formanek; Oldrich Gorgon; Marie Koubkova
Original assignee: Jan Formanek; Oldrich Gorgon; Marie Koubkova
Priority date: 1985-07-08
Filing date: 1985-07-08
Publication date: 1987-11-12
Also published as: CS507785A1

Abstract

Dlelektrický materiál pro záznam grafických a numerických Informací v elektrostatických rychlostních tiskárnách, se zlepšenými vlastnostmi z hlediska schopnosti přijímat a udržet elektrostatický náboj. Dlelektrický materiál Je vyznače- čený tím, že základní vodivě upravená papírová podložka Je opatřena dielektrlckou vrstvoli na bázi organického pojivá a pigmentu, přičemž číslo kyselosti použitého pojivá nebo směsi pojív leží v rožmezi 0,3 - BÓ mg KOH/p pojivá s výhodou oak v oblasti 3 - 25 mg KOH/g pojivá. Zpracová ní materiálu v elektrostatických tiskárnách, vyvolání elektroforeticky kapalinovou nebo práškovou vývojkou.Dielectric material for recording graphic and numerical information in electrostatic high-speed printers, with improved properties in terms of the ability to accept and retain electrostatic charge. The dielectric material is characterized in that the basic conductively treated paper substrate is provided with a dielectric layer based on an organic binder and pigment, the acidity number of the binder or mixture of binders used being in the range of 0.3 - 0.6 mg KOH/g of binder, preferably in the range of 3 - 25 mg KOH/g of binder. Processing of the material in electrostatic printers, development electrophoretically with a liquid or powder developer.

Description

Vynález se týká dielektrického materiálu pro záznam grafických a numerických informací v elektrostatických rychlostních tiskárnách se zlepšenými vlastnostmi z hlediska schopnosti přijímat a udržet elektrostatický náboj .The present invention relates to dielectric material for recording graphical and numerical information in electrostatic speed printers having improved properties in terms of the ability to receive and retain electrostatic charges.

Způsoby využívající dielektrický materiál pro záznam informací na výstupu počítačů jsou známy již řadu let . Výhody dielektrickeho záznamu informace spočívají především ve výstupní záznamové rychlosti , která až o 1 řád přesahuje běžné klasické systémy . Celé zařízení je navíc poměrně nenáročné a nemá prakticky mechanické prvky .Methods using dielectric material to record information at the output of computers have been known for many years. Advantages of the dielectric recording of information consist mainly in the output recording speed, which exceeds the conventional classical systems by up to 1 order. Moreover, the whole device is relatively unpretentious and has practically no mechanical elements.

Z toho pak vyplývá snadná obsluha systému , vysoká operativnost při dokonalé kvalitě tisku . Za nevýhodu systému se považuje jediný výstupní originál . Současný rozvoj těchto systémů však ukazuje na možnosti řešení na příklad programovaným opakováním výstupu a podobně . Oblíbenost a perspektivy dielektrického záznamu spočívají především v dobré čitelnosti záznamu , možnosti reprodukovat rychle a operativně s relativně malým zařízením jak grafické j tak i numerické výstupy . K záznamu obrazu je zapotřebí extrémně nízké energetické úrovně 10 až 10 ' coulombů/cm . Další perspektivy spočívají v možnosti dalšího zrychlení výstupní záznamové rychlosti , tisk v jednotlivých barvách , v barevných zThis results in easy system operation, high operability and perfect print quality. A single output original is considered a disadvantage of the system. The current development of these systems, however, points to the possibility of solving, for example, programmed repetition of output and the like. The popularity and perspectives of dielectric recording lie mainly in the good readability of the recording, the possibility to reproduce both graphical and numerical outputs quickly and operatively with relatively small equipment. An extremely low energy level of 10 to 10 'coulombs / cm is required to record the image. Other perspectives consist in the possibility of further accelerating the output recording speed, printing in individual colors, in color z

kombinacích a podobné j včetně tisku polotonových obrazů z paměti počítače . Princip záznamu spočívá v použití hrotové záznamové hlavy řízené přímo , jejíž jednotlivé hroty nanášejí na dielektrickou vrstvu elektrostatický náboj na příslušná místa , dielektrický papír se přitom pohybu2S3 473 je pod touto hrotovou hlavou rychlostí asi 10 - 40 cm/s v různých tiskových šířích . Bezprostředně po nanesení náboje na povrch dielektrické vrstvy je tento náboj vyvolán elektroforeticky j na příklad kapalinovou černou nebo barevnou vývojkou'.combinations, and the like, including printing halftone images from computer memory. The recording principle is based on the use of a directly controlled tip recording head whose individual tips apply an electrostatic charge to the dielectric layer at appropriate locations, while the dielectric paper is moving at about 10 - 40 cm / s at different printing widths. Immediately after the charge has been applied to the surface of the dielectric layer, the charge is induced electrophoretically, for example, by a liquid black or color developer.

Další známé využití dielektrických záznamových materiálů spočívá v přenosu světlem modulovaného elektrostatického záznamu z polovodičového plošného prvku . V tomto procesu je nejdříve fotovodivá vrstva opatřena rovnoměrným povrchovým nábojem , dále exponována světlem .Another known use of dielectric recording materials is the transmission of light-modulated electrostatic recording from a semiconductor planar element. In this process, the photoconductive layer is first provided with a uniform surface charge, then exposed to light.

Náboj zbývající na povrchu po expozici je kontaktně přednesen na povrch dielektrického papíru a zde elektroforeticky vyvolán kapalinovou nebo práškovou vývojkou . Tento způsob reprodukce dosahuje velmi dobrého polotonového zobrazení při vysoké hustotě černání .The charge remaining on the surface after exposure is contacted to the surface of the dielectric paper and electrophoretically induced therein by a liquid or powder developer. This method of reproduction achieves very good halftone imaging at high blackening density.

Výroba dielektrických materiálů je relativně nenáročná .Production of dielectric materials is relatively unpretentious.

Dielektrický materiál je obvykle vyráběn polevem dielektrické vrstvy na vodivě upravenou papírovou podložku , Specifický odpor používané papírové podložky je sníženj a to v povrchových i objemových hodnotách aThe dielectric material is usually produced by coating the dielectric layer onto a conductively treated paper backing. The specific resistance of the paper backing used is reduced in both surface and volume values.

7 1 pohybuje se v oblasti 10° až 10' ohm-cm . Z hlediska surovinového lze pro vodivou úpravu papírové podložky použít na příklad sloučeniny typu pclyvinylhenzyltrimethylamoniumchloridu , polyglycidyltrimethylamoniumchloridu dále pak kvarterní zásady a soli na příklad p-2-bromethylhenzylchlorid s dimethyldodecylaminem , nebo všeobecně vinylbenzoové kvarterní amonné sloučeniny polymerního charakteru , nebo kopolymery jejich derivátů , dále kopolymery obsahující až 65 % hmotnostních vinylbenzylových kvarterních amoniových solí s akrylamidem , nebo divinylhenzenem , dále kvartérní amoniové soli s přídavkem hygroskopické látky , reakční produkty dimethyltrimethylmelaminu , případně s interpolymery styrenhexyla kryl átakryloni trii s kyselinou metakrylovou , dále akrylové kvartérní amonné zásady , rozpustné kopolymery glykolesterů kyseliny akrylové nebo metakrylové , nebo též akrylamidů či metakrylamidů a dalších podobných látek , jejichž charakter umožní dosažení přiměřeně nízkého elektrického odporu . RovněžIt is in the range of 10 ° to 10 'ohm-cm. From the raw material point of view, for example, polyvinylhenzyltrimethylammonium chloride, polyglycidyltrimethylammonium chloride, quaternary bases and salts such as p-2-bromoethylhenzyl chloride with dimethyldodecylamine or vinylbenzoic quaternary ammonium copolymers, copolymers of polymeric derivatives thereof, up to 65% by weight of vinylbenzyl quaternary ammonium salts with acrylamide or divinylhenzene, further quaternary ammonium salts with addition of hygroscopic substance, reaction products of dimethyltrimethylmelamine, optionally with styrene hexyl acrylic acid tritium methacrylic acid interpolymers, acrylic acid quaternary copolymers or acrylic quaternary ester methacrylic, methacrylamides, methacrylamides and other similar substances, the nature of which will achieve p iměřeně low electrical resistance. Also

253 473 tak pro úpravu papírové podložky mohou být použity různé anorganické elektrolyty | na. příklad NaNO^a podobně . Vlastní dielektrická vrstva je pak tvořena organickým polymerem . Na příklad to může být polyvinylbutyral , polyvinylacetal , močovinoformaldehydové pryskyřice , melaminformaldehydové pryskyřice , fenolové pryskyřice , polyvinylchloracetátcvé pryskyřice , kopolymery styrenu a anhydridp. kyseliny maleinové , šelak , kopolymery styrenu s methylmetakrylátem , kopolymery styrenu s vinylacetátem , polystyren , acetáty celulózy , polyethylen o nízké nebe střední mol. hmotnosti a podobně . Tato pojivá mohou být využita ve formě roztoku v organickém rczpustidle , ve vodě případně ve formě latexů .Thus, inorganic electrolytes may be used to treat the paper substrate on. an example of NaNO 4 and the like. The dielectric layer itself is formed by an organic polymer. For example, it may be polyvinyl butyral, polyvinyl acetal, urea-formaldehyde resins, melamine-formaldehyde resins, phenolic resins, polyvinylchloroacetate resins, styrene copolymers and anhydrides. maleic acids, shellac, styrene-methyl methacrylate copolymers, styrene-vinyl acetate copolymers, polystyrene, cellulose acetates, low or medium mol. weight and the like. These binders can be used in the form of a solution in an organic solvent, in water or in the form of latexes.

Vrstva organického pojivá je obvykle pigmentována | na příklad uhličitanem vápenatým , síranem barnatým , sirníkem zinečnatým , litoponem a pod.The organic binder layer is usually pigmented for example, calcium carbonate, barium sulfate, zinc sulfide, lithopone and the like.

Při přípravě vlastních dielektrických vrstev je požadováno dosažení vysokého stupně dispergace příslušných pigmentů v daném organickém pejivu . Požadovaný stupeň dispergace leží v oblasti 5 mikrometrů . Dielektrické disperze jsou nanášeny na elektrovodivou papírovou podložku v relativně slabých nánosech /podle systému/ 5-15 mikrometrů /po usušení/. Pro jednotlivé systémy je nutno sílu nánosu přizpůsobit a dodržet s tolerancí asi 5 % , nebot síla nánosu ovlivňuje jak výsledné obrazové charakteristiky tak i ekonomiku výroby .In preparing the dielectric layers itself, it is desirable to achieve a high degree of dispersion of the respective pigments in the organic beverage. The required degree of dispersion is in the range of 5 microns. The dielectric dispersions are applied to the electroconductive paper backing in relatively light coatings (according to the system (5-15 microns) after drying). For individual systems it is necessary to adapt and maintain the coating thickness with a tolerance of about 5%, since the coating strength affects both the resulting image characteristics and the production economy.

I když se jedná o velmi perspektivní systém s širokou aplikací a s řadou návazných systémů , používaný materiál nesplňuje stále so zvyšující kvalitativní požadavky , které vyplývají z nejnovějších aplikací . Především není dosahována dostatečně hladká struktura povrchu , což souvisí s relativně nedokonalou dispergaci pigmentové složky . Důsledkem je rychlé opotřebení záznamových hrotů . Zvláště se to projevuje v případě , kdy organické pojivo nedokonale obaluje tvrdou pigmentovou složku. Nevhodná afinita pojivá k pigmentové složce dále způsobuje rychlý spád povrchového potenciálu a tím i sníženou den žitu výsledného obrazovéhoAlthough it is a very promising system with a wide application and a number of related systems, the material used does not always meet the increasing quality requirements resulting from the latest applications. In particular, a sufficiently smooth surface structure is not achieved, which is related to the relatively incomplete dispersion of the pigment component. This results in rapid wear of the recording tips. This is particularly evident when the organic binder imperfectly encapsulates the hard pigment component. The improper affinity of the binder to the pigment component further causes a rapid fall in the surface potential and thus a reduced day of the resulting image.

- 4 233 473 záznamu . Zvyšování nánosu dielektrické vrstvy v těchto případech je jednak neekonomické a dále způsobuje značné problémy na příklad ve snížené kapacitě dielektrické vrstvy . Snížená kapacita vrstvy se opět projevuje nízkou obrazovou hustotou . Všeobecně se v současné době projevuje snaha o zvýšení podílu pigmentové složky v dielektrické vrstvě a to klade stále se zvyšující nároky na používaná pojivá .- 4 233 473 entries. Increasing the deposition of the dielectric layer in these cases is both uneconomical and further causes considerable problems, for example, in the reduced capacity of the dielectric layer. The reduced layer capacity again results in low image density. In general, there is a tendency at present to increase the proportion of pigment component in the dielectric layer, which places increasing demands on the binders used.

Byl nyní nalezen a je předmětem tohoto vynálezu dielektrický materiál pro záznam grafických a numerických informací v elektrostatických rychlostních tiskárnách vyznačený tím , že základní vodivě upravená papírová podložka je opatřena dielektrickou vrstvou na bázi organického pojivá nebo směsi organických pojiv a pigmentu nebo směsi pigmentů , přičemž číslo kyselosti použitého pojivá nebo směsi pojiv leží v rozmezí 0,3 - 80 mg KOH/g pojivá , s výhodou pak v oblasti 3-25 mg KOH/ /g pojivá .A dielectric material for recording graphical and numerical information in electrostatic speed printers has been found and is the object of the present invention, characterized in that the base conductive paper substrate is provided with a dielectric layer based on an organic binder or a mixture of organic binders and pigment or pigment mixture, of the binder used or the binder mixture lies in the range of 0.3-80 mg KOH / g binder, preferably in the region of 3-25 mg KOH / g binder.

Obsah kyselých především karhoxylových skupin v dielektrickém pojivu hraje rozhodující roli především z hlediska rychlosti a intenzity dispergace pigmentu , hladkosti povrchu dielektrické -vrstvy a úrovně stability povrchového elektrostatického náboje . Kyselé skupiny organického pojivá se chemisorbují na povrch anorganického pigmentu , přičemž nepolární zbytek, molekuly pojivá je situován směrem od povrchu částice pigmentu . Bylo zjištěno , že v nepřítomnosti kyselých skupin n použitého pojivá je dispergace velmi pomalá a na nízké úrovni , rozpojené částice se po ukončení dispergace opět spojují vlivem elektrostatických nábojů do prostorových struktur , které silně zvyšují viskozitu disperzí . Při extrémním zvýšení obsahu kyselých, skupin v dielektrickém pojivu dochází k nežádoucímu zvýšení lesku povrchu a ke zvýšené rychlosti sedimentace pigmentů v disperzích před polevem /omezená stabilita disperzí/ .The content of acidic, especially carboxyl groups, in the dielectric binder plays a decisive role, in particular in terms of the rate and intensity of pigment dispersion, the smoothness of the dielectric layer and the level of stability of the surface electrostatic charge. The acid groups of the organic binder are chemisorbed onto the surface of the inorganic pigment, with the non-polar residue of the binder molecule being located away from the surface of the pigment particle. It has been found that in the absence of the acidic groups n of the binder used, the dispersion is very slow and at a low level, the disintegrated particles are reunited by electrostatic charges into spatial structures, which strongly increase the viscosity of the dispersions. The extreme increase in the acidic content of the dielectric binder leads to an undesirable increase in the surface gloss and an increase in the sedimentation rate of the pigments in the dispersions prior to coating (limited dispersion stability).

K hlavním výhodám dielektrického materiálu podle vynálezu jeThe main advantages of the dielectric material according to the invention are

- 5 253 473 nutno počítat dosažení homogenních a hladkých povrchů dielektrických vrstev a velmi nízké časové změny povrchových potenciálů . Současně je možno zvýšit dávky pigmentů až o 30 % , což přináší zlepšení elektrických vlastností vrstvy /kapacita/ a snižuje nežádoucí lesk vrstev . Vyšší pigmentace pak umožňuje vhodnější výrobní tolerance na př. při sušení , nebot omezuje slepování vrstev v průběhu výroby a skladování- 5 253 473 it is necessary to calculate the achievement of homogeneous and smooth surfaces of dielectric layers and very low time changes of surface potentials. At the same time, the pigment doses can be increased by up to 30%, which improves the electrical properties of the layer (capacity) and reduces the undesirable gloss of the layers. Higher pigmentation allows for more suitable manufacturing tolerances, eg for drying, because it reduces the sticking of layers during production and storage

PříkladExample

150 g uhličitanu vápenatého sráženého150 g of precipitated calcium carbonate

100 g polystyrenu 10 g kyseliny olejové100 g polystyrene 10 g oleic acid

280 ml toluenu technického280 ml of technical toluene

Uvedené složky se smísí a dispergují v rychlomixeru po dobu minut až je dosažena velikost částic 3-5 mikrometrů . Uvedená iThe ingredients are mixed and dispersed in a rapid mixer for minutes until a particle size of 3-5 microns is reached. Stated i

směs pojiv má číslo kyselosti 19,8 mg KOH/g pojivá . Dále se směs po6 -I lévá na. vodivě upravenou papírovou podložku /10 ohm. cm / vydatností 2 g/m . Nabíjí se kontaktně a vyvolává elektroforeticky.the binder mixture has an acid number of 19.8 mg KOH / g binder. Next, the mixture of 6-I is poured onto. conductively treated paper pad / 10 ohm. cm / spreading capacity 2 g / m. It is charged by contact and developed electrophoretically.

Uvedený příklad použití neomezuje rozsah vynálezu , je možné použití jakýchkoliv jiných pojiv , jejichž obsah kyselých skupin leží ve vymezené oblasti .Said application example does not limit the scope of the invention, it is possible to use any other binders whose acid group content lies within the delimited region.

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Dielectric material for recording graphical and numerical information in electrostatic speed printers, characterized in that the base conductive treated paper backing is provided with a dielectric layer based on an organic binder or a mixture of binders and pigment or a mixture of pigments, the acid number of the binder or mixture used being 0 3-80 mg KOH / g binder, preferably in the region of 3-25 mg KOH / g binder.