Ceea ce se pretinde este:

material

1. Material pentru înregistrarea datelor electrostatice, constând dintr-un suport conductor electric și un strat dielectric care conține în procente din greutate: 17-80 dintr-un liant polimeric, 20-83 dintr-un silicon pirogen mixt fin divizat și oxid de titan conținând 10 -50% titan modificat cu un polimetilciclosiloxan.

2. Material pentru înregistrarea datelor electrostatice conform revendicării 1, în care conținutul unui polimetilciclosiloxan este cuprins între 7 și 10% în greutate siliciu pirogen modificat și oxid de titan.

3. Material pentru înregistrarea datelor electrostatice conform revendicării 2, în care stratul dielectric conține respectivul amestec de siliciu și oxid de titan modificat cu hexametiltriciclosiloxan.

4. Material pentru înregistrarea datelor electrostatice conform revendicării 2, în care stratul dielectric menționat conține respectivul amestec de siliciu și oxid de titan modificat cu octametiltetraciclosiloxan.

5. Material pentru înregistrarea datelor electrostatice conform revendicării 2, în care stratul dielectric conține respectivul amestec de siliciu și oxid de titan modificat cu un amestec de hexametiltriciclosiloxan și octametiltetraciclosiloxan.

6. Material pentru înregistrarea datelor electrostatice conform revendicării 1, în care liantul polimeric din stratul dielectric este un polimer selectat din grupul format din polimeri de vinil, acril, alchid și stiren.

DOMENIUL ARTEI

Invenția se referă la reproducerea datelor electrofotografice și la conversia datelor dintr-un sistem de impulsuri electrice într-o imagine vizibilă pe un material purtător de date.

Mai precis, invenția se referă la un material pentru înregistrarea datelor electrostatice.

Înregistrarea electrostatică se realizează pe un material format dintr-un suport conductor electric și un strat dielectric folosind un sistem de electrozi care sunt presați pe suprafața stratului dielectric. În timpul înregistrării, impulsurile de tensiune sunt alimentate la electrozii de înregistrare care lasă peste stratul dielectric o sarcină de suprafață formând astfel o imagine latentă electrostatică.

După trecerea prin sistemul de electrozi, materialul este alimentat către o stație de dezvoltare în care particulele de toner sunt depuse pe zonele încărcate ale suprafeței sale, particulele de toner fiind încărcate cu polaritatea care este opusă polarității imaginii latente electrostatice. Criteriul capacității materialelor de a forma imaginea este capacitatea sa maximă de încărcare, care este determinată de un raport dintre potențialul maxim de încărcare a stratului dielectric și grosimea acestuia în termeni de volți la 1 μm din grosimea stratului.

Un contrast optic satisfăcător al a două zone ale materialului poate fi obținut cu o diferență de potențial între 1,5 și 2 V pe 1 μm, deoarece absorbția spontană a tonerului determină estomparea tonalității formează un fundal corespunzător unei încărcări de ordinul 0,5 la 1 V/μm.

Pentru formarea unei imagini pe jumătate de ton cu o densitate optică maximă de 1,0 și gradații de densitate optică de ordinul 0,02 (care corespunde aproximativ sensibilității ochiului unei persoane obișnuite), este necesar să aveți un material capabil de a detecta aproximativ 50 de grade de contrast ale unei imagini electrostatice latente la 1,5 până la 2 V/μm, astfel încât materialul să aibă o capacitate maximă de încărcare de cel puțin 75 până la 100 V/μm. Această capacitate de încărcare este echivalentă cu o tensiune de rupere electrică pentru majoritatea materialelor izolatoare electric, impunând astfel cerințe stricte asupra compoziției stratului dielectric.

Stratul dielectric cuprinde un liant polimeric și un pigment necesar pentru fixarea particulelor de toner în timpul dezvoltării.

CONTEXTUL INVENȚIEI

Cunoscut în domeniu este un material în care stratul dielectric conține caolin și un triplu copolimer de acid metacrilic cu esteri ai acidului acrilic (cf. Katahiri K., Ishikawa S. și colab., Material de înregistrare electrostatică și metodă pentru producerea acestuia, Brevetul SUA nr. 4.268.595, 1981).

Într-un alt material cunoscut, stratul dielectric conține dioxid de siliciu coloidal și un copolimer de acid metacrilic cu un metacrilat sau acrilat (cf. Kitahara M., și colab., Material de înregistrare electrostatică având un strat acoperit cu copolimer dielectric, brevetul SUA nr. 4.097.646, 1978). Prezența unui pigment cu o suprafață hidrofilă care reține cantități considerabile de apă absorbită în compozițiile stratului dielectric nu permite realizarea unei capacități ridicate de încărcare și a reținerii încărcării într-o anumită perioadă de timp.

Acest dezavantaj poate fi eliminat folosind ca pigment al stratului dielectric un strat de dioxid de siliciu pirogen fin împărțit cu suprafața alchilată sau modificată cu compuși organosiliconii, cum ar fi dimetildiclorosilanul, derivații acestuia sau polimetilciclosiloxani (cf. Certificatele inventatorului URSS nr. 35558, Off. Bull. Nr. 30, 1983; No. 1004951, Off. Bull. Nr. 10, 1983; No. 1011576, Off. Bull. Nr. 14, 1983; No. 1056125, Off. Bull. Nr. 43, Respectiv 1983).

Cu toate acestea, datorită faptului că suprafața dioxidului de siliciu pirogen prezintă proprietăți de acceptor slabe, are un efect destabilizator asupra structurii super moleculare a lianților polimerici utilizați în timpul formării stratului, limitând astfel valorile caracteristicilor electrofizice de bază ale materialul.

Cunoscute în domeniu sunt un număr de materiale care cuprind dioxizi de titan ca pigment și un liant sub formă de amestec de rășină fenol formaldehidă și acetat de vinil (cf. Brown AD, Heights C., Blumental J., Sistem de înregistrare electrografică având a Self-Spacing Medium, brevetul SUA nr. 3.711.859, 1973), un copolimer de acetat de vinil și acid crotonic (cf. Funderbark K., Receiver Sheets for Electrostatic Recording, US brevetul nr. 3.861.954, 1975), un amestec a unui copolimer de acetat de vinil cu clorură de vinil și nitroceluloză (cf. Fujie S., Miyashima T., Hârtie sensibilă la electricitate, brevet japonez nr. 55-33995, 1980).

Aceste materiale au o capacitate de încărcare de până la 30 până la 40 V/μm, ceea ce asigură un contrast ridicat al unei imagini, dar care este insuficient pentru reproducerea semitonurilor. Acest lucru se datorează proprietăților dioxidului de titan, care este un semiconductor în mare măsură decât un izolator, astfel încât rezistența sa în vrac este inadecvată.

Cunoscut în domeniu este un material pentru înregistrarea datelor electrostatice constând dintr-un suport conductor electric și un strat dielectric conținând un titan pirogen mixt fin divizat și dioxid de siliciu cu un conținut de titan între 10 și 50% în greutate și un liant polimeric (cf. Certificatul de inventator al URSS nr. 1046736, Off. Bull. Nr. 37, 1983). Conținutul componentelor din strat în% din greutate este după cum urmează:

________________________________________
Titan mixt și oxid de siliciu 17-75 Liant polimeric 25-83.
________________________________________

Suprafața oxidului amestecat poate fi modificată cu un polialchilclorosilan sau derivații săi.

Stratul dielectric al acestui material are o capacitate de încărcare de 50 până la 60 V/μm, astfel încât să poată fi utilizat pentru producerea de imagini în ton redus de o calitate moderată, dar această capacitate de încărcare este inadecvată pentru a reproduce jumătate de înaltă calitate. tonuri originale.

Capacitatea de încărcare a acestui material este limitată de prezența, pe suprafața oxidului mixt utilizat, a grupurilor chimic active care sunt în cele din urmă purtători de încărcare. Modificarea suprafeței oxidului amestecat cu alchilclorosilani sau derivații acestora nu îmbunătățește capacitatea de încărcare a materialului chiar dacă o astfel de modificare s-a dovedit eficientă pentru dioxidul de siliciu pur (a se vedea certificatul inventatorului URSS nr. 1004951, nr. 1011576).

OBIECTUL INVENȚIEI

Un obiect al invenției este de a furniza un material pentru înregistrarea datelor electrostatice care să îmbunătățească calitatea imaginilor în ton.

REZUMATUL INVENȚIEI

Acest obiectiv este realizat prin utilizarea unui material pentru înregistrarea datelor electrostatice, constând dintr-un suport conducător electric și un strat dielectric care conține un liant polimeric și un pigment sub formă de siliciu pirogen mixt fin divizat și oxid de titan care conține între 10 și 50% în greutate de titan, conform invenției, pigmentul cuprinde respectivul siliciu pirogen mixt fin și oxid de titan care conțin între 10 și 50% în greutate titan modificat cu un polimetilciclosiloxan, cu următorul conținut al componentelor în% în greutate:

________________________________________
Siliciu mixt modificat și oxid de titan 17-80 Liant polimeric 20-83.
________________________________________

Conținutul unui polimetilciclosiloxan de pe suprafața pigmentului este între 7 și 10% în greutate. Un polimetilciclosiloxan poate fi sub formă de hexametiltriciclosiloxan, octametiltetraciclosiloxan sau amestecurile acestora.

Liantul polimeric poate fi sub formă de polimeri de vinil, acril, alchid și stiren sau amestecuri ale acestora.

Materialul conform invenției are o capacitate de încărcare de 100 până la 120 V/μm, ceea ce face posibilă obținerea unei imagini cu contrast de 50 până la 60 de grade, corespunzător astfel sensibilității ochiului unei persoane obișnuite.

Astfel, materialul este potrivit pentru reproducerea electrostatică a imaginilor de înaltă calitate în ton.

Acest rezultat util este neașteptat, deoarece s-ar presupune, pe baza informațiilor despre straturile dielectrice care conțin dioxid de siliciu, că utilizarea diferiților modificatori de organosilici pe suprafața pigmentului poate îmbunătăți proprietățile electrofizice ale materialului, în special capacitatea de încărcare a acestuia, prin eliminarea chimică grupuri active de suprafață.

Cu toate acestea, pentru un silicon pirogen mixt fin și oxid de titan, nu există nici un rezultat util atunci când sunt modificați cu alchilclorosilani sau derivații lor, în timp ce rezultatul modificării cu polimetilciclosiloxani se dovedește mult mai mare decât s-ar fi putut aștepta pe baza informațiilor despre experimente cu dioxid de siliciu modificat. Această îmbunătățire materială a capacității de încărcare se datorează faptului că modificarea suprafeței amestecului de titan și oxid de siliciu cu polimetilciclosiloxan nu numai că elimină grupurile chimic active, dar oferă și condiții optime pentru o reacție fizico-chimică a oxidului mixt cu liantul polimeric. datorită unui anumit echilibru între proprietățile donatorului și acceptorului suprafeței cauzate de alternarea atomilor de siliciu și titan în structura oxidului, prin care se obține o structură permoleculară omogenă calitativ a liantului în timpul formării stratului.

Pe de altă parte, acest echilibru între proprietățile donatorului și acceptorul suprafeței oxidului mixt limitează efectul polialchilclorosilanilor și al derivaților acestora asupra grupurilor chimic active.

Prin urmare, mecanismele proceselor care au loc în timpul modificării dioxidului de siliciu și a amestecului de titan și oxid de siliciu cu compuși organosiliciați sunt substanțial diferite.

Acest rezultat util poate fi obținut numai cu proporționarea componentelor stratului izolator după cum urmează: 17 până la 80% din greutatea unui liant polimeric, 20 până la 83% din greutatea amestecului de siliciu și oxid de titan modificat cu 7 până la 10% în greutate a unui polimetilciclosiloxan.

Cu un conținut de liant polimeric sub 17% din greutate sau cu un conținut de pigment menționat mai mic de 83% din greutate, respectiv, distrugerea stratului va avea loc din cauza lipsei de liant, rezultând astfel mecanică și electrofizică inferioară. proprietățile stratului.

Cu un conținut de liant polimeric peste 80% din greutate sau cu un conținut de pigment menționat mai mic de 20% din greutate, respectiv, stratul va deveni asemănător lacului și își va pierde capacitatea de a absorbi puternic tonerul în timpul dezvoltării.

Un conținut optim de polimetilciclosiloxani pe suprafața respectivului amestec de siliciu și oxid de titan este între 7 și 10% din greutate.

Conținutul modificatorului poate fi în afara acestui interval, dar o creștere a conținutului modificatorului peste 10% din greutate este inexpedientă, deoarece ar împiedica condensarea acestuia în timpul formării stratului, ceea ce poate avea un efect negativ asupra proprietăților electrofizice ale materialul.

Cu un conținut al modificatorului mai mic de 7% din greutate, grupurile chimic active nu pot fi eliminate complet de pe suprafața pigmentului, ceea ce va avea un efect negativ asupra capacității de încărcare a materialului.

DESCRIEREA DETALIATĂ A INVENȚIEI

Un material pentru înregistrarea datelor electrostatice conform invenției este preparat în modul următor.

O suspensie a componentelor stratului izolator în solvenți organici precum hidrocarburi ciclice, alcooli, cetone și eteri este fin împărțită într-o moară cu bile timp de o oră.

Suspensia este aplicată pe un suport electric cu o rată de 2 până la 6 g/m2 într-o mașină de acoperire cu rolă de scufundare, solventul este îndepărtat complet prin uscare la 105 ° C timp de cinci minute și probele de material sunt condiționate la umiditatea relativă a aerului de 20% pe parcursul a 24 de ore. Apoi, capacitatea maximă de încărcare a probelor de material este testată la un aranjament de testare. Suportul conductor electric poate fi sub formă de hârtie sau peliculă polimerică la care se aplică o acoperire polimerică conducătoare de electricitate care conferă la suprafață o conductanță electrică de ordinul între 10-4 și 10-9 Siemens.

În acest scop, materialul este încărcat cu o descărcare de coroană la o tensiune de coroană de 10 până la 12 kV și potențialul de încărcare maximă este măsurat printr-o metodă fără contact folosind un electrometru dinamic; rezultatul este împărțit la grosimea stratului izolant măsurat cu un indicator de micrometru. Siliciul mixt și oxidul de titan conținând între 10 și 50% din greutate titan se modifică cu un polimetilciclosiloxan după cum urmează. Un lot de oxid TiO2-SiO2 amestecat este supus mai întâi unui tratament termic în vid la 200 ° -250 ° C timp de o oră și apoi este contactat cu un polimetilciclosiloxan la 250 ° -500 ° C timp de 0,5-1 ore. Timpul de finalizare a reacției este fixat prin spectroscopie IR. Substanțele nereacționate și produsele de reacție colaterală sunt îndepărtate printr-un tratament termic în vid.

Invenția va fi ilustrată în următoarele exemple.

Un material a fost pregătit în acest și în alte exemple folosind tehnica descrisă mai jos. Un material pentru înregistrarea electrostatică a fost preparat cu stratul dielectric conținând 20% în greutate amestec de siliciu și oxid de titan cu un conținut de titan de 10% în greutate, modificat cu hexametiltriciclosiloxan, 60% în greutate clorură de polivinil clorurată și 20% în greutate a unui copolimer de glicerină cu anhidridă ftalică. Oxidul modificat avea 7% în greutate hexametiltriciclosiloxan la suprafață. Capacitatea de încărcare a materialului a fost de 127 V/μm.

Materialul a fost preparat cu stratul dielectric conținând 83% în greutate amestec de siliciu și oxid de titan cu un conținut de titan de 40% în greutate, modificat cu octametiltetraciclosiloxan și 17% în greutate polistiren. Oxidul modificat conținea 10% din greutate octametiltetraciclosiloxan la suprafață. Capacitatea de încărcare a materialului a fost de 113 V/μm.

S-a preparat un material cu stratul dielectric conținând 51% în greutate siliciu amestecat și oxid de titan conținând 20% titan, modificat cu un amestec format din (în% în greutate) hexametiltriciclosiloxan-30 și octametiltetraciclosiloxan-70 și 49% în greutate a unui copolimer de butilmetacrilat cu acid metacrilic.

Oxidul modificat conține 8,5% din greutatea amestecului de polimetilciclosiloxani la suprafață. Capacitatea de încărcare a materialului a fost de 122 V/μm.

S-a preparat un material având stratul dielectric în care o proporție cantitativă a componentelor a fost în afara domeniului revendicat.

Stratul conținea 10% în greutate oxid mixt modificat cu hexametiltriciclosiloxan și 90% în greutate clorură de polivinil clorurată.

Oxidul modificat conține 8% în greutate hexametiltriciclosiloxan la suprafață. Capacitatea de încărcare a materialului a fost de 86 V/μm.

S-a preparat un material având stratul dielectric în care proporționarea cuantitativă a componentelor a fost în afara domeniului revendicat. Stratul dielectric conținea 85% în greutate amestec de titan și oxid de siliciu modificat cu octametiltetraciclosiloxan și 15% în greutate clorură de polivinil clorurată.

Oxidul mixt modificat conține 9% în greutate octametiltetraciclosiloxan la suprafață. Capacitatea de încărcare a materialului a fost de 72 V/μm.

Un material a fost pregătit în conformitate cu certificatul de inventator al URSS nr. 1046736 în care stratul dielectric conține 50% din greutate silicon pirogen amestecat fin și oxid de titan modificat cu dimetil clorosilani și 50% din greutate un copolimer de butilmetacrilat cu acid metacrilic.

Oxidul modificat conținea 3,70% în greutate dimetilclorosilan la suprafață. Capacitatea de încărcare a materialului a fost de 59 V/μm.

Un material a fost preparat în conformitate cu brevetul U.S. Pat. Nu. 3.711.859. Capacitatea de încărcare a materialului a fost de 38 V/μm.

Studiul rezultatelor din exemplele 1 până la 3 arată că materialul electrostatic conform invenției este potrivit pentru reproducerea imaginilor de înaltă calitate în ton cu proporția revendicată a componentelor stratului dielectric.