CS255441B1

CS255441B1 - Method of electrographical materials production

Info

Publication number: CS255441B1
Application number: CS858550A
Authority: CS
Inventors: Jindrich Kopelent; Alois Stejskal; Oldrich Gorgon; Jan Formanek
Original assignee: Jindrich Kopelent; Alois Stejskal; Oldrich Gorgon; Jan Formanek
Priority date: 1985-11-27
Filing date: 1985-11-27
Publication date: 1988-03-15
Also published as: CS855085A1

Abstract

Způsob výroby elektrografických materiálů na bázi kysličníku zinečnatého, který zvyšuje efektivnost využití stávajících výrobních systémů disperzí. Senzibilizace elektrografické disperze je provedena roztokem senzibilizačních barviv v alkoholu Cj-C3 při zahájení nebo bezprostředně po zahájení dispergace kysličníku zinečnatého v roztoku organického pojivá, nebo části roztoku organických pojiv, přičemž další část nebo části roztoku organických pojiv jsou přidány až po ukončení dispergace senzibilizované disperze. Využití je při výrobě elektrografických disperzí, připravovaných se zvýšeným obsahem pevné fáze.Method of manufacturing electrographic zinc oxide materials, which increases the efficiency of the use of existing ones production systems of dispersions. Sensitization electrographic dispersion is by sensitizing solution dyes in C 1 -C 3 alcohol at initiation or immediately after initiation of dispersion zinc oxide in organic solution binders, or portions of organic solution binders, the other portion or portions thereof solution of organic binders are added only after the dispersion has ended sensitized dispersion. It is used in the production of electrographic dispersions prepared increased solids content.

Description

Vynález se týká nového způsobu výroby elektrografických materiálů na bázi kysličníku zinečnatého, který zvyšuje efektivnost využití stávajících výrobních systémů přípravy disperzí.The invention relates to a novel process for the production of zinc oxide based electrographic materials, which increases the efficiency of utilization of existing production systems for dispersion preparation.

Elektrografické materiály pro přímé kopírování využívají nejčastěji fotovodivosti kysličníku zinečnatého, rozptýleného v organickém pojivu na vodivé papírové podložce. Způsob zpracování těchto materiálů spočívá v tom, že povrchová vrstva fotovodiče je pomocí koronového nabíjení opatřena potenciálem ve výši 400 až 700 V. Po následující expozici světlem je odveden náboj z osvětlených míst, na neosvětlených místech náboj zůstává. Zde je pak zbývající náboj elektrořoreticky vyvolán pomocí kapalinové nebo práškové vývojky.Electrographic materials for direct copying mostly use the photoconductivity of zinc oxide, dispersed in an organic binder on a conductive paper backing. The method of processing these materials consists in that the surface layer of the photoconductor is corona-charged with a potential of 400 to 700 volts. Here, the remaining charge is electrically generated by means of a liquid or powder developer.

Kysličník zinečnatý jako fotopolovodič je zde využíván ve formě částic o přibližné velikosti 0,35 mikrometrů. Je dispergován v nosném pojivu, vhodně senzibilizován ve viditelné oblasti záření a nanesen v roztoku pojivá na vodivou podložku. Kysličník zinečnatý je vyráběn spalováním zinkových par v proudu vzduchu nebo kyslíku. Podmínky spalování jsou přísně dodržovány, aby výsledný produkt měl relativně jednotnou velikost částic a vhodný přebytek volného nestechiometrického zinku.Zinc oxide as a photo conductor is used here in the form of particles with an approximate size of 0.35 microns. It is dispersed in a carrier binder, suitably sensitized in the visible range of radiation and applied in a binder solution to the conductive substrate. Zinc oxide is produced by burning zinc vapor in a stream of air or oxygen. Combustion conditions are strictly adhered to so that the resulting product has a relatively uniform particle size and a suitable excess of free non-stoichiometric zinc.

Elektrografická papírová podložka musí ve srovnání s běžným papírem vykazovat především zvýšenou vodivost, která je dosahována nánosem roztoků, obsahujících například anorganické soli nebo častěji kvarterní amoniové polymery. Dále je podložka opatřena bariérovými vrstvami, které zamezují vsakování organických rozpustidel. Uvedené vrstvy mohou být podle účelu užití umístěny jak symetricky, tak i asymetricky ve vztahu k základní podložce.In particular, the electrographic paper substrate must exhibit, in comparison with conventional paper, an increased conductivity, which is achieved by depositing solutions containing, for example, inorganic salts or, more often, quaternary ammonium polymers. In addition, the substrate is provided with barrier layers to prevent infiltration of organic solvents. The layers may be symmetrical or asymmetrical to the base substrate, depending on the intended use.

Důležitou složkou elektrografických disperzí, respektive vlastních fotocitlivých vrstev je organické pojivo z přírodních nebo častěji syntetických pryskyřic. Požadavky kladené na tuto surovinu jsou velmi široké, nebot se předpokládá splnění řady požadavků z hlediska správné funkce vrstvy. Je možno jmenovat vysoký izolační odpor, dobré smáčení fotovodivých pigmentů, tekutost připravených disperzí, dobré mechanické vlastnosti, vhodné fotoelektrické vlastností ve spojení s fotovodivým pigmentem a podobně. V současné době se používají například kopolymery styrenu, vinylacetátu, akrylátové pryskyřice, polyestery jako alkydy a podobně, dále epoxidové pryskyřice, epoxiestery, silikonové pryskyřice, styrenbutadieny, deriváty odvozené od vinylkarbauolu, kopolymery vinylacetátu, kopolymer viny lehloridvinylácetát, vinylácetátmaleinanhydrid, deriváty kyseliny abietové, etery celulózy, vosky a podobně.An important component of the electrographic dispersions, or the photosensitive layers themselves, is an organic binder made of natural or more often synthetic resins. The requirements for this raw material are very wide, since it is assumed that a number of requirements in terms of the correct function of the layer are met. These include high insulation resistance, good wetting of the photoconductive pigments, flowability of the dispersions, good mechanical properties, suitable photoelectric properties in conjunction with the photoconductive pigment and the like. Currently used are, for example, copolymers of styrene, vinyl acetate, acrylate resins, polyesters such as alkyds and the like, as well as epoxy resins, epoxy esters, silicone resins, styrene butadiene, vinylcarbolool derived derivatives, vinyl acetate copolymers, vinyl chloride copolymer vinyl chloride ethoxylate, celluloses, waxes and the like.

Z hlavních výše uvedených surovin je připravována elektrografická disperze. Kysličník zinečnatý je intenzivně dispergován pomocí vysokoobrátkových míchadel nebo míchadel typu Ultra - Turrax až je dosažena vhodná jemnost disperze nebo velikost částic. Tato disperyace probíhá v prostředí organického rozpustidla, především toluenu s Částí (10 až 50 %) organického pojivá. Po dosažení vhodného stupně dispergace je přidáno zbývající pojivo, senzibili2ační přísady, případně ředící přísady pro úpravu voskozity na bázi aromátů, alkoholů a podobně. Tento postup vychází z principů tzv. nízkopojivové dispergace, kdy účinnost dispergace je vyšší při použití pouze části celkové dávky pojivá (např. 25 %) v průběhu vlastní dispergace. Snižují se tím především nároky na výkony míchadel, účinku je dosaženo v kratší době.Electrographic dispersion is prepared from the main raw materials mentioned above. The zinc oxide is dispersed intensively using high-speed or Ultra-Turrax stirrers until a suitable dispersion fineness or particle size is achieved. This disperyation takes place in an environment of an organic solvent, in particular toluene, with a part (10 to 50%) of the organic binder. After a suitable degree of dispersion has been achieved, the remaining binder, sensitizing additives, and optionally flavoring, alcohol-based viscosity diluents are added. This procedure is based on the principles of the so-called low-binder dispersion, where the dispersing efficiency is higher when using only a part of the total binder dose (eg 25%) during the actual dispersion. Above all, the demands on the power of the stirrers are reduced, the effect is achieved in a shorter time.

Popsaný postup výroby byl postačující pro běžné středně viskozitní systémy. Intenzifikace výroby a všeobecné snižování exhalací organických rozpustidel vede ke stálému zahušťování elektrografických disperzí radikálním snižováním obsahu rozpustidel. Pro tyto případy je výše popsaný postup výroby nedostačující. Neumožňuje především dosažení požadovaného značného zahuštění disperzí, při zvyšování koncentrace pevné fáze pak zvýšené viskozity a tixotropie těchto zahuštěných disperzí způsobují zvýšené namáhání hnacích systémů míchadel i vlastních míchadel, současně se brzdí intenzita dispergace, vzrůstají teploty a zvyšuje se nutnost intenzivnějšího chlazení.The production process described was sufficient for conventional medium viscosity systems. The intensification of production and the general reduction of organic solvent exhalation results in a constant thickening of the electrographic dispersions by radically reducing the solvent content. For these cases, the production process described above is insufficient. Above all, it does not allow the desired considerable thickening of the dispersions to be achieved, while increasing the solid phase concentration, the increased viscosity and thixotropy of these thickened dispersions cause increased stress on the agitator drive systems and agitators.

Byl nyní nalezen způsob výroby elektrografických materiálů na bázi kysličníku zinečnatého vyznačený tím, že senzibilizace elektrografické disperze je provedena roztokem senzibilizačních barviv v •“alkoholu - C₃ při zahájení nebo bezprostředně po zahájení dispergace kysličníku zinečnatého v roztoku organického pojivá nebo části roztoku organických pojiv, přičemž další část, nebo části roztoku organických pojiv jsou přidány až po ukončení dispergace senzibilizované disperze.A method for producing zinc oxide electrographic materials has now been found, characterized in that the sensitization of the electrographic dispersion is carried out by a solution of sensitizing dyes in alcohol - C ₃ at or immediately after the start of dispersion of zinc oxide in the organic binder solution or part of the organic binder solution. another portion or portions of the organic binder solution are added only after the dispersion of the sensitized dispersion is complete.

Principem nového způsobu výroby elektrografických materiálů je tedy senzibilizace již od počátečních stadií, dispergace fotovodivého pigmentu, za spolupůsobení nižších alkoholů - C^, ve kterých jsou senzibilizátory rozpuštěny, s kladným účinkem na snížení viskozity. V souladu s předmětem vynálezu je možnost použiti vhodných koncentrací senzibilizátorů jednak podle jejich rozpustnosti v příslušném alkoholu, jednak podle požadovaného vlivu alkoholu na viskozitu, což je řízeno dávkou alkoholu a jednak konečnými požadavky na výslednou senzibilizaci elektrografické vrstvy. V souladu s předmětem vynálezu je dále použití jako ředící složky samotného alkoholu, a to v libovolné výrobní fázi přípravy elektrografické disperze.The principle of the new method of production of electrographic materials is therefore sensitization from the early stages, dispersion of the photoconductive pigment, with the action of lower alcohols - in which the sensitizers are dissolved, with a positive effect on viscosity reduction. According to the present invention, the possibility of using appropriate concentrations of the sensitizers is both dependent on their solubility in the respective alcohol and partly on the desired effect of the alcohol on the viscosity, which is controlled by the alcohol dose and the final requirements for the resulting sensitization of the electrographic layer. In accordance with the present invention, it is further used as a diluent component of the alcohol itself at any stage in the preparation of the electrographic dispersion.

Nový způsob výroby přináší některé výhody s možností využití především v rámci intenzifikace výroby, kdy se předpokládá vysoké zahušťování disperzí. Především dochází ke snížení viskozity systému v průběhu dispergace, snižuje se tixotropie, to umožňuje například další zvýšení koncentrací, respektive při zachování koncentrací snižuje namáhání hnacích systémů míchadel. Nový způsob umožňuje dále například možnost rychlejšího vsypávání kysličníku zinečnatého při přípravě a zvýšenou intenzitu dispergace. Současně se zvyšuje homogenita senzibilizace a dále vzhledem k časové závislosti absorpce senzibilizátorů na povrch fotovodiče zvýšení citlivosti, zvláště v případech bezprostřední návaznosti polevu na přípravu disperzí.The new method of production brings some advantages with the possibility of use especially in the framework of intensification of production, where high concentration of dispersions is expected. In particular, the viscosity of the system decreases during dispersion, the thixotropy is reduced, for example, allowing for a further increase in concentrations, or reducing the stress on the agitator drive systems while maintaining the concentrations. In addition, the new process allows, for example, the possibility of quenching of zinc oxide during preparation and an increased dispersion intensity. At the same time, the sensitization homogeneity increases and, furthermore, due to the time dependence of the sensitizer absorption on the photoconductor surface, the sensitivity is increased, especially in the case of a direct connection of the coating to the dispersion preparation.

Přiklad 1Example 1

Připraví se disperze o složení:Prepare a dispersion having the following composition:

toluen technický 260 1 kopolymer styrenu, 2-etylhexylakrylátu a kyseliny akrylové jako 50% roztok v toluenu (hmotnostně) 71 kg alkyd na bázi rostlinných olejů 8 kg kysličník zinečnatý 300 kgtoluene technical 260 l styrene-2-ethylhexyl acrylate-acrylic acid copolymer as 50% solution in toluene (by weight) 71 kg vegetable oil-based alkyd 8 kg zinc oxide 300 kg

Dispergace se provádí 30 minut s 25% pojiv a) bez přítomnosti senzibilizátorů, viskozita v průběhu dispergace 12,5 s FORD 4 mm {tixotropní); b) doba dispergace 25 minut, na počátku dispergace (ihned po vsypání kysličníku zinečnatého) se přidají senzibilizační přísady 5 litrů 1% roztoku barviv (bromfenplová modř a fluoroscein sodná sůl) v etanolu, viskozita v průběhu dispergace 12,2 s FORD 4 mm (tekuté). V obou případech se dále doplní zbytek pojivá a ředí se na požčJdovanou viskozitu přídavkem alkoholu, případně toluenu.The dispersion is carried out for 30 minutes with 25% binders a) in the absence of sensitizers, viscosity during dispersion 12.5 with FORD 4 mm (thixotropic); b) dispersing time 25 minutes, at the beginning of dispersion (immediately after zinc oxide filling) sensitizing ingredients 5 liters of 1% dye solution (bromophen blue and fluoroscein sodium salt) in ethanol are added, viscosity during dispersion 12.2 with FORD 4 mm ( liquid). In both cases, the binder residue is added and diluted to the desired viscosity by addition of alcohol or toluene.

Příklad 2Example 2

toluen technický 230 1 kopolymer styrenvinylacetátalkylakrylát kyselina akrylová jako 50% roztok v toluenu (hmotnostně) 95 kg kysličník zinečnatý 375 kgtoluene technical 230 l styrene vinyl acetate copolymer acrylic acid acrylic acid as a 50% solution in toluene (by weight) 95 kg zinc oxide 375 kg

Disperguje se 40 minut s 25% pojivá a) bez přítomnosti senzibilizátorů, viskozita činí 15,4 s FORD 4 mm? b) doba dispergace 30 minut, na počátku dispergace se přidá 5 litru 1,5% roztoku (hmotnostně) senzibilizačních barviv ve směsi bromfenolová modř a fluorescein, viskozita činí v průběhu dispergace 14,3 s FORD 4 mm; c) doba dispergace 30 minut, na počátku dispergace se přidá roztok senzibilizačních barviv podle bodu b) příkladu 2 aIs dispersed for 40 minutes with 25% binder a) in the absence of sensitizers, viscosity 15.4 with FORD 4 mm? b) dispersion time 30 minutes, at the beginning of dispersion add 5 liters of a 1.5% by weight solution of sensitizing dyes in a mixture of bromophenol blue and fluorescein, the viscosity during dispersion is 14.3 with FORD 4 mm; (c) a dispersion time of 30 minutes, at the beginning of the dispersion a solution of the sensitizing dyes according to (b) of Example 2 is added; and

6,5 litrů etanolu, viskozita v průběhu dispergace činí 13,8 s FORD 4 mm.6.5 liters of ethanol, viscosity during dispersion is 13.8 with FORD 4 mm.

Příklady slouží pouze k ilustraci možností použití a neomezují nijak rozsah vynálezu.The examples serve only to illustrate the possibilities of use and do not limit the scope of the invention in any way.

Elektrografická disperze podle jednotlivých příkladů se polévá na vodivě upravenou papírovou podložku, s následným usušením. Materiál se používá k přípravě kopií na běžných elektrografických kopírkách.The electrographic dispersion according to the individual examples is poured onto a conductive treated paper backing, followed by drying. The material is used to prepare copies on conventional electrographic copiers.

Claims

Method for producing zinc oxide based electrographic materials characterized in that the sensitization of the electrographic dispersion is carried out with a solution of sensitizing dyes in alcohol at or immediately after the start of dispersion of zinc oxide in the organic binder solution or part of the organic binder solution, binders are added only after the dispersing of the sensitized dispersion is complete.