CS270657B1

CS270657B1 - Dielectric material

Info

Publication number: CS270657B1
Application number: CS866717A
Authority: CS
Inventors: Jan Formanek; Oldrich Ing Gorgon; Marie Koubkova; Jindrich Ing Kopelent
Original assignee: Jan Formanek; Gorgon Oldrich; Marie Koubkova; Kopelent Jindrich
Priority date: 1986-09-17
Filing date: 1986-09-17
Publication date: 1990-07-12
Also published as: CS671786A1

Abstract

Dielektrický materiál pro záznam grafických a numerických informaci v elektrostatických rychlostních tiskárnách obsahuje dielektrickou vrstvu eeetávajici z 15 až 80 % hmotnostních anorganického pigmentu a 20 až 85 % hmotnostních kopolymeru o složeni 15 až 75 % hmotnostnich styrenu, 15 až 75 % hmotnostnich monoalr kylesterů kyseliny akrylové a/nebo matakrylové a 1 až 47 % hmotnostních modifikačni složky. Tato modifikačni složka Ja tvořena nenasycenou mono nebo dikarboxylovou alifatickou kyselinou a/nebo vinylacetátam a/nabo akrylamidem.Dielectric material for recording graphic and numerical information in electrostatic high-speed printers contains a dielectric layer consisting of 15 to 80% by weight of inorganic pigment and 20 to 85% by weight of a copolymer composed of 15 to 75% by weight of styrene, 15 to 75% by weight of monoalkyl esters of acrylic and/or methacrylic acid and 1 to 47% by weight of a modifying component. This modifying component is formed by unsaturated mono- or dicarboxylic aliphatic acid and/or vinyl acetate and/or acrylamide.

Description

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

Způsoby využívající dielektrický materiál pro záznam informací na výstupu z počítačů jsou známy již řadu let. Výhody dielektrického záznamu informace jsou především ve výstupní záznamové rychlosti, která až o 1 řád přesahuje běžné klasické systémy. Celé zeřízení je navíc poměrně nenáročné a nemá prekticky mechanické prvky. 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 například programovaným opakováním výstupu a podobně. Oblíbenost a perspektivy dielektrického záznamu spočívej! předevěím v dobré čitelnosti záznamu, možnosti reprodukovat rychle a operativně s relativně malým zařízením jak grafické, tak i ' numerické výstupy. Dslěi perspektivy spočívej! v možnosti zrychlení výstupní záznamové rychlosti, tisk v jednotlivých barvách, v barevných kombinacích apod. včetně tisku polo- i tónových obrazů z paměti počítače. Princip záznamu spočívá v použití záznamové hlavy řízené přímo, jejíž jednotlivé hroty nenáěejí na dielektrickou vrstvu elektrostatický náboj na příslušná místa, dielektrický papír se přitom pohybuje pod touto hlavou rychlostí asi 10 až 40 cm/s v různých tiskových šířích. Bezprostředně po naneseni náboje na povrch dielektrické vrstvy Je tento náboj vyvolán elektroforeticky, například kapalinovou černou nebo barevnou vývojkou.Methods using dielectric material to record information output from computers have been known for many years. The advantages of dielectric information recording are mainly in the output recording speed, which exceeds conventional systems by up to 1 order of magnitude. In addition, the whole device is relatively undemanding and does not have prectically mechanical elements. This results in easy operation of the system, high operability with perfect print quality. The disadvantage of the system is considered to be a single output original. However, the current development of these systems points to possible solutions, for example by programmed repetition of output and the like. The popularity and prospects of dielectric recording lie! especially in good readability of the record, the ability to reproduce quickly and operatively with a relatively small device both graphical and numerical outputs. Stay in perspective! in the possibility of accelerating the output recording speed, printing in individual colors, in color combinations, etc., including printing of semi-tone and tone images from computer memory. The principle of recording consists in the use of a directly controlled recording head, the individual tips of which do not apply an electrostatic charge to the dielectric layer in appropriate places, the dielectric paper moving under this head at a speed of about 10 to 40 cm / s in different printing widths. Immediately after the charge is applied to the surface of the dielectric layer, the charge is generated electrophoretically, for example by a liquid black or color developer.

Dielektrický materiál Je obvykle vyráběn polevem dielektrické vrstvy na vodivě upravenou papírovou podložku. Specifický odpor používané papírové podložky Je v oblasti β 7 až 10 ohm/cm. Z hlediska surovinového lze pro vodivou úpravu papírové podložky použit například sloučeniny typu polyvinylbenzyltrimetylamoníumchloridu, polyglycidyltrimetylamoniumchloridu, dále pak kvartérní zásady a soli, např. p-2-brometylbenzylchlorid s dimetyldodecylaminem nebo věeobecně vinylbenzoové kvartérní amonné sloučeniny polymerního charakteru nebo kopolyméru jejich derivátů, dále kopolymery obsahující až 65 % hmotnostních vinylbenzylových kvartérních amoniových solí s akrylamidem nebo dívinylbenzenem, dále kvartérní amoniové soli s přídavkem hydroskopické látky, reakční produkty dimetyltrimetylmelaminu, případně s interpolymery styrenhexylakrylátakrylonitril s kyselinou metakrylovou, dále akrylové kvartérní amonné zásady, rozpustné kopolymery glykolesterů kyseliny akrylové nebo metakrylové, nebo též akrylamídů čí metylkrylamidů a dalěich podobných látek, jejichž charakter umožni dosaženi přiměřeně nízkého elektrického odporu. Rovněž tak pro úpravu papírové podložky mohou být použity různé anorganické elektrolyty například NaN0₃ apod.Dielectric material It is usually made by coating a dielectric layer on a conductively treated paper substrate. The specific resistance of the paper pad used is in the range of β 7 to 10 ohm / cm. From the raw material point of view, compounds of the polyvinylbenzyltrimethylammonium chloride type, polyglycidyltrimethylammonium chloride, quaternary bases and salts, e.g. p-2-bromoethylbenzyl chloride with dimethyldodecylamine or generally vinylbenzoic acid quaternary copolymers of their quaternary ammonium copolymers are further used for conductive treatment of paper substrates. 65% by weight of vinylbenzyl quaternary ammonium salts with acrylamide or divinylbenzene, quaternary ammonium salts with added hygroscopic substance, reaction products of dimethyltrimethylmelamine, optionally with interpolymers of styrene hexyl acrylate acrylonitrile with methacrylic acid, acrylic glycol acrylate quaternary ammonium copolymers methyl acrylamides and other similar substances, the nature of which will allow a reasonably low electrical resistance to be achieved. Also, various inorganic electrolytes such as NaNO ₃ and the like can be used to treat the paper substrate.

Vlastni dielektrické vrstva je tvořena organickým polymerem. Např. to může být polyvinylbutyral, polyvinylacetat, močovinoformaldehydové pryskyřice, melaminformaldehydové pryskyřice, fenolové pryskyřice, polyvinylchloracetátové pryskyřice, kopolymery styrenu e metylmetakrylátem, kopolymery styrenu s vínylacetátem, polystyren, acetáty celulózy, polyethylen o nízké nebo střední molekulové hmotnosti a podobně. Tato pojivá mohou být využita ve formě roztoku v organickém rozpustidle, ve vodě, případně ve formě latexů. Vrstva organického pojivá je obvykle pigmentována například uhličitanem vápenatým, .The dielectric layer itself is made of an organic polymer. E.g. it may be polyvinyl butyral, polyvinyl acetate, urea-formaldehyde resins, melamine-formaldehyde resins, phenolic resins, polyvinyl chloroacetate resins, copolymers of styrene with methyl methacrylate, copolymers of styrene with vinyl acetate, polystyrene, cellulose acetates, and low or medium molecular weight polyethylene. These binders can be used in the form of a solution in an organic solvent, in water, or in the form of latexes. The organic binder layer is usually pigmented with, for example, calcium carbonate.

síranem barnatým, sirnikem zinečnatým, litoponem a podobně. ’barium sulphate, zinc sulphide, lithopone and the like. ’

Při přípravě vlastních dielektrických vrstev Je požadováno dosažení vysokého stupně dispergace příslušných pigmentů v daném organickém pojivu. Požadovaný stupeň dispergace leží v oblasti 5 až 10 mikrometrů. Dielektrické disperze Jsou nanášeny na elektrovodivou papírovou podložku v relativně slabých nánosech (podle systému) 5 až 15 mikrometrů (po usuěeni). Pro jednotlivé systémy js nutno silu nánosu přizpůsobit a dodržet s tolerancí asi 5 %, neboř eíla nánosu ovlivňuje jak výsledné obrazové charakteristiky, tak i ekonomiku výroby.When preparing the dielectric layers themselves, it is required to achieve a high degree of dispersion of the respective pigments in the given organic binder. The required degree of dispersion is in the range of 5 to 10 micrometers. Dielectric dispersions They are applied to an electrically conductive paper substrate in relatively light deposits (depending on the system) of 5 to 15 micrometers (after drying). For individual systems, it is necessary to adjust the thickness of the coating and keep it with a tolerance of about 5%, because the thickness of the coating affects both the resulting image characteristics and the economy of production.

CS 270 657 BlCS 270 657 Bl

Používaný materiál nesplňuje stále se zvyšující kvalitativní požadavky, které vyplývají z nejnovějšich aplikací. Předavším není dosahováno dostatečně hladké struktury povrchu, což souvisí s relativně nedokonalou dispergací 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 denzitu výsledného obrazového záznamu. Zvyšování nánosu dielektrické vrstvy v těchto přípa» dech je jednak neekonomické a dále způsobuje značné problémy například ve snížené kapacitě dielektrické vrstvy. Snížená kapacita vrstvy se opět projeví nízkou obrazovou hustotou. Všeobecně se v současné době projevuje snaha o zvýšení podílu pigmentové složj ky v dielektrické vrstvě, což klade stále se zvyšující nároky na používaná pojivá.The material used does not meet the ever-increasing quality requirements that result from the latest applications. Above all, a sufficiently smooth surface structure is not achieved, which is related to the relatively imperfect dispersion of the pigment component. The result is rapid wear of the recording tips. This is especially the case when the organic binder imperfectly coats the hard pigment component. The unsuitable affinity of the binder to the pigment component further causes a rapid drop in the surface potential and thus a reduced density of the resulting image record. Increasing the deposit 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 is again reflected in the low image density. In general, there is currently an effort to increase the proportion of pigment component in the dielectric layer, which places ever-increasing demands on the binders used.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje dielektrický materiál na papírové vodivě upravené podložce, jehož podstata spočívá v tom, že dielektrická vrstva se skládá z 15 až 80 % hmotnostních anorganického pigmentu a 20 až 85 % hmotnostních kopolymeru o složení 15 až 75 % hmotnostních styrenu, 15 až 75 % hmotnostních monoalkylesterů kyseliny akrylové nebo metakrylové, 1 až 47 % hmotnostních modifikační složky nebo složek. Těmito modifikačními složkami jsou nenasycené mono až dikarboxylové alifatické kyseliny a/nebo vinylacetát a/nebo akrylamid.The above-mentioned drawbacks are eliminated by a dielectric material on a paper conductive substrate, the essence of which consists in that the dielectric layer consists of 15 to 80% by weight of inorganic pigment and 20 to 85% by weight of copolymer with a composition of 15 to 75% by weight of styrene, 15 to 75 % by weight of monoalkyl esters of acrylic or methacrylic acid, 1 to 47% by weight of modifier component or components. These modifiers are unsaturated mono to dicarboxylic aliphatic acids and / or vinyl acetate and / or acrylamide.

K hlavním výhodám díelektrického materiálu podle vynálezu je nutno počítat dosažení homogenních a hladkých povrchů dielektrických vrstev a velmi nízké časové změny povrchových potenciálů. Současně je možno zvýšit dávky pigmentů až o 20 %, což přináší zlepšeni elektrických vlastností vrstvy (kapacita) a snižuje nežádoucí lesk vrstev. Vyšší pigmentace umožňuje vhodnější výrobní tolerance např. při sušení, neboř omezuje slepování vrstev v průběhu výroby a skladování.The main advantages of the dielectric material according to the invention include the achievement of homogeneous and smooth surfaces of the dielectric layers and a very low time change of the surface potentials. At the same time, it is possible to increase the doses of pigments by up to 20%, which improves the electrical properties of the layer (capacity) and reduces the undesirable gloss of the layers. Higher pigmentation allows more suitable production tolerances, eg during drying, as it reduces the sticking of the layers during production and storage.

Dále uvádíme příklady různého provedení přípravy díelektrického materiálu podle vynálezu. Složení dielektrické vrstvyThe following are examples of various embodiments of the preparation of the dielectric material according to the invention. Dielectric layer composition

Přiklad 1 g litoponu (BASO^ + 30 % hmotnostně ZnS), 120 g roztoku o složeni 50 % (hmotnostně) toluenu a 50 % kopolymeru o složení styren (50 %) , ethylakrylát (45 %) , akrylamid (5 % hmot.),Example 1 g of lithopone (BASO + 30% by weight of ZnS), 120 g of a solution of 50% (w / w) toluene and 50% of a copolymer of styrene (50%), ethyl acrylate (45%), acrylamide (5% by weight) ,

140 ml toluenu.140 ml of toluene.

Příklad 2 g uhličitanu vápenatého sráženého, 120 g toluenového roztoku o koncentraci 55 % hmotnostně kopolymeru o složeni styren (70 % hmotnostně), 2-ethylhexylakrylát (27 % hmotnostně), kyselina akrylová (3 % hmotnostně), “ 150 ml toluenu.Example 2 g of precipitated calcium carbonate, 120 g of a toluene solution with a concentration of 55% by weight of a copolymer having a composition of styrene (70% by weight), 2-ethylhexyl acrylate (27% by weight), acrylic acid (3% by weight), 150 ml of toluene.

* Příklad 3 ¹ 60 g uhličitanu vápenného sráženého,* Example 3 ¹ 60 g of precipitated calcium carbonate,

120 g toluenového roztoku o koncentraci 55 % hmotnostně kopolymeru o složení styren (40 % hmotnostně), vinylacetát 23 % hmotnostně), ethylakrylát (35 % hmotnostně), kyselina akrylová (2 % hmotnostně) ,120 g of a toluene solution with a concentration of 55% by weight of a copolymer consisting of styrene (40% by weight), vinyl acetate 23% by weight), ethyl acrylate (35% by weight), acrylic acid (2% by weight),

150 ml toluenu.150 ml of toluene.

V uvedených příkladech složení dielektrické vrstvy se složky smis! a disperguji v rychlomixéru po dobu 10 minut, až je dosažena velikost částic 3 až 9 mikrometrů. Dále 6—1 2 se směs polévá na vodivě upravenou papírovou podložku (10 ohm.cm” ) vydatnosti 9 g/m . Nabijí se kontaktně a vyvolává elektrofořetíčky, například na elektrostatické tiskárně.In the given examples of the dielectric layer composition, the components smis! and dispersed in a speed mixer for 10 minutes until a particle size of 3 to 9 micrometers is reached. Next, 6-1 2, the mixture is poured onto a conductively treated paper substrate (10 ohm.cm ”) with a yield of 9 g / m 2. It is charged by contact and produces electro-friction devices, for example on an electrostatic printer.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Dielectric material on a paper conductive treated substrate, characterized in that it comprises a dielectric layer consisting of 15 to 80% by weight of inorganic pigment and 20 to 85% by weight of copolymer with a composition of 15 to 75% by weight of acrylic and / or acrylic acid monoalkyl ester and 1 to 47% by weight of at least one modifying component consisting of unsaturated mono- or dicarboxylic aliphatic acids and / or vinyl acetate and / or acrylamide.