Способ получения магниточувствительного электрографического проявителя

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТОЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОГРАФИЧЕСКОГО ПРОЯВИТЕЛЯ, содержащего магнетит, включающий диспергирование ферромагнитного материала в воде и добавление поверхностно-активного вещества с последующим введением в полученную суспензию связующего и красящего веществ, смешиванием и распылительной сушкой смеси, о т л и ч атю щ и и с я тем, что, с целью упрощения технологии, .повышения производительности и эффективной чувствитель иости проявителя к магнитному полю. в качестве ферромагнитного материала используют железо или низкоуглеродистую сталь, а диспергирование осуществляют электрическими разрядами. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения проявителя с минимальным содержанием магнетита, поверхностно-активное вещество добавляют в воду перед диспергированием. 3.Способ по п. 1, о т л и ч а - ю щ и и с я тем, что, с целью получения проявителя с заданными магнитными свойствами, определяемыми соотс ношением магнитомягкой и магнитотвердои фаз проявителя, суспензию после (Л диспергирования вьщерживают в воде до образования требуемого количества магнитотвердой фазы, после чего вводят поверхностно-активное вещество . 4.Способ по п, 3, отличающий с я тем, что, с целью интенсификации процесса образоваиня магнитотвердой фазы проявителя, суссо пензию при выдерживании подвергают кипячению. со сд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (l 9) (l l) (5()4 G 03 G 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНЙЯ

Н ABTOPGKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3707080/28-12 ,(22) 02.03.84 (46) 07.11.85. Бюл. У 41 (71) Научно-производственное объединение "Тулачермет" и Специальное конструкторское бюро оргтехники (72) Л.П. Фоминский, А.В. Попов, В.И. Тимаков, М.В. Старосельский, В.П. Айдукас, Л.В. Асаявичене и В.М. Голубев (53) 772 ° 93(088 ° 8) (56) Патент США 9 4133774, кл. 25261, 1979. (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИАГНИТОЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОГРАФИЧЕСКОГО

ПРОЯВИТЕЛЯ, содержащего магнетит, включающий диспергирование ферромагнитного материала в воде и добавление поверхностно-активного вещества с последующим введением в полученную суспензию связуюшего и кра сящего веществ, смешиванием и распылительной сушкой смеси, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения технологии, .повышения производительности и эффективной чувствительности проявителя к магнитному полю, в качестве ферромагнитного материала используют железо нлн ниэкоуглеродистую сталь, а диспергирование осуществляют электрическими разрядами.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а— ю щ н и с я тем, что, с целью получения проявителя с минимальным содержанием магнетита, поверхностно-активное вещество добавляют в воду перед диспергированием.

3. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью получения проявителя с заданныки магнитными свойствами, определяемыми соотношением магнитомягкой и магнитотвердой фаз проявителя, суспензию после днспергирования выдерживают в воде до образования требуемого количества магнитотвердой фазы, после чего вводят поверхностно-активное вещество, 4. Способ по и. 3, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса образования магнитотвердой фазы проявителя, суспензию при выдерживании подвергают кипячению.

ll90350

Изобретение относится к электрографии, в частности к способам получения электрографических проявителей, применяемых для проявления скрытого электростатического изображения с помощью магнитной кисти, и может быть использовано при изготовлении магниточувствительных однокомпонентных электрографических проявителей.

Целью изобретения является упро- 10 щение технологии, повышение производительности и эффективной чувствительности проявителя к магнитному полю, получение проявителя с.минимальным содержанием магнетита, а также с д5 заданными магнитными свойствами, определяемыми соотношением магнитомягкой и магнитотвердой фаз проявителя, и интенсификация процесса образования магнитотвердой фазы проявителя. jp

Цель достигается тем, что согласно способу получения магниточувствительного электрографического проявителя, содержащего магнетит, включающему диспергирование ферромагнит- 25 ного материала в воде и добавление поверхностно-активного вещества с последующим введением в полученную суспензию связующего и красящего веществ, смешиванием и сушкой смеси, в качестве ферромагнитного материала используют железо или низкоуглеродистую сталь, а диспергирование осуществляют электрическими разрядами.

При этом .для получения проявителя с минимальным содержанием магнетита поверхнрстно-активное вещество добавляют в воду перед диспергированием.

Для получения проявителя с заданными магнитными свойствами, определяемыми соотношением магнитомягкой и магнитотвердой фаз проявителя, суспензию после диспергирования выдерживают в воде до образования требуемого количества магнитотвердой фазы, после чего вводят поверхностно-активное вещество.

Для интенсификации процесса обра-. зования магнитотвердой фазы проявителя суспензию при выдерживании подвергают кипячению.

В результате диспергирования железа или низкоуглеродистой стали элект-55 рическими разрядами в воде образуется высОкОдисперсный порОшОк, сОстОящий иэ сферических частиц магнитомягкого железа, имеющего высокую удельную намагниченность насыщения 4 > при низких значениях удельной остаточной намагниченности 02 и коэрцитивной силы 3 Н

При выдерживании этого порошка в воде происходит постепенное его окисление с образованием на поверхности частиц железа оксидной пленки из магнетита Ге О без примесей немагнитного гематита. Толщина оксидной пленки увеличивается с увеличением времени выдерживания порошка в воде.

Иагнетит является магнитотвердым материалом, т.е. имеет высокие значения удельной остаточной намагниченнОсти О2 и кОэрцитивнОЙ силы Hc при в два раза меньшей, чем у железа, удельной намагниченности насыщения 6 . Поэтому с увеличением содержания в порошке магнетита увеличивается чувствительность порошка к изменениям направления внешнего магнитного поля. Это способствует лучшему перемешиванию проявителя в бункере и питателе электрографического аппарата под воздействием переменного по направлению магнитного поля и ведет к уменьшению слеживаемости проявителя. Наличие в частицах ферромагнитного порошка ядер из магнитомягкого железа, имеющего высокую удельную намагниченность насыщения, ведет, с другой стороны, к повышению чувствительности электрографического проявителя к напряженностимагнитного поля магнитной кисти. Одновременное наличие в порошке магнитомягкой (железа.) и магнитотвердой (магнетита ) фаз ведет к повышению эффективной чувствительности проявителя к магнитному полю. Подбором соотношения магнитомягкой и магнитотвердой. фаз ферромагнитного порошка получают электрографический проявитель с заданными магнитными свойствами. А соотношение магнитотвердой и магнитомягкой фаз в получаемом ферромагнитном порошке зависит от времени выдерживания.порошка в воде после диспергирования до введения в суспензию поверхностно-активного вещества.

При кипячении суспенэии во время выдерживания процесс превращения железа в магнетит ускоряется.

Для получения .проявителя с минимальным содержанием магнетита (при

1190350 4 этом максимальна удельная намагниченность насыщения у получаемого проявителя) поверхностно-активное вещество добавляют в воду перед диспергированием. При этом после диспергирования резко замедляется процесс окисления железа в воде и толщина оксидных пленок на поверхности частиц железа получается минимальной.

Пример l. Берут 100 кг же- 10 леза-армко в виде кусков с размерамн 3-10 мм. Куски загружают в реактор электроэрозионного диспергирования. Диспергирование осуществляют в дистиллированной воде (паровой кон- I5 денсат) с добавкой поверхностно-активного вещества (смачиватель CBIOI) в количестве 0,4 мас.Х (0,4 кг на

99,6 кг воды). Рабочее напряжение на. электродах реактора электроэрозион- 2б ного диспергирования 600 В, емкость . конденсатора разрядного контура

100 мкФ. Производительность диспергирования 10 кг порошка в час. В результате электроэрозионного диспергирования железа электрическими разрядами в воде образуется порошок со средними размерами частиц 0,8 мкм.

Частицы порошка имеют сферическую форму и состоят из железных сердечников, покрытых оксидной пленкой из магнетита. В порошке содержится до

30 мас.Х частиц с размерами более

1 мкм, не пригодных к использованию в электрографическом проявителе изза своих больших размеров. 35

Образующийся порошок выносится течением воды из реактора диспергирования, будучи взвешенным в воде.

Эту суспензию направляют в сосуд 40 выдерживания, где выдерживают при комнатной температуре в течение времени, укаэанного в таблице. Прн выдерживании без перемешивания в этом сосуде одновременно осуществля- 4з ют седиментацию. В результате на дно сосуда опускаются частицы порошка, имеющие размеры > 3 мкм. К моменту окончания времени выдерживания суспензию со взвешенным в ней высокодисперсным порошком осторожно слива ют без перемешивания из верхней части сосуда выдерживания, а слой крупнодисперсного порошка, осевшего на дно сосуда, удаляют. Полученная сус- >5 пензия содержит 10 мас.Х тонкодисперсного порошка, химический состав и магнитные свойства которого указаны в таблице. Затеи в эту суспензию вводят при перемешивании следующие вещества, мас,Х(в пересчете на сухое вещество проявителя): эфиры целлюлозы 18, сажу ламповую IO, продукт оксиэтилирования торфяного битума 11. Смесь перемешивают в течение 30 мин на ультразвуковом смесителе, а затем подвергают распылительной сушке при температуре на входе 160-190 С, на выходе 40-90 С и давлении 3 атм. В результате получают порошок проявителя, имеющий сферические или близкие к сферическим частицы с размерами 20-50 мкм. Магнитные свойства полученного проявителя (удельную намагниченность насыщения б, удельную остаточную намагниченность б и коэрцитивную силу H ) с) измеряют с помощью вибромагнитометра системы Фонера.

Пример 2. Берут 100 кг низкоуглеродистой стали Ст.3. Все операции осуществляют так же, как в примере 1, с тем отличием, что смесь приготовляют следующего состава, мас.Х (в,пересчете на сухое вещество проявителя): поверхностно-активное вещество (смачиватель СВ-IOI, вводимый в воду до диспергировань .я)

8, эфиры целлюлозы 24, сажа 5Х, продукт оксиэтилирования буроугольного битума 16, остальное — ферромагнитный порошок, полученный электроэрозионным диспергированием.

Пример 3. Берут IOO кг низкоуглеродистой стали Ст. 08кп.

Диспергирование и все операции осуществляют так же, как в примере I с тем отличием, что седиментацию проводят с помощью центрифуги при ускорении 400.) после операции выдерживания до введения в суспензию добавок.

Пример 4. Берут 100 кг низ— коуглеродистой стали Ст.l, Все операции осуществляют так же, как в примере l„ с тем отличием, что диспергирование осуществляют в воде без добавки поверхностно-активного вещества при емкости конденсатора

)О мкФ. При этом производительность диспергирования I кг в час, а средние размеры частиц получаемого порошка 0,3 мкм. В порошке содержится не более 5Х частиц с размерами более 1 мкм, поэтому седиментацию его не осуществляют. При этом смесь приготовляют следующего состава, мас.Х

1190350 в пересчете на сухое вещество про( явителя): поверхностно-активное ве щество (смачиватель СВ-101) 2, эфиры целлюлозы 6, сажа 2, продукт оксиэтилирования буроугольного битума 4, остальное - ферромагнитный порошок, полученный электроэрозионным диспергированием стали.

Пример 5. Берут !00 кг же- )п леза-армко. Диспергирование .осуществляют так же, как в примере 4, с тем отличием, что поверхностно-ак тивное вещество вводят в суспензию не до диспергирования, а после выдерживания. Суспензию выдерживают в течение времени, указанного в таблице. Для приготовления смеси в

1200 г суспензии из воды и электроэрозионного порошка, имеющей после 2О выдерживания соотношение Т:Ж = I:2 добавляют при перемешивании 100 r

l0 -ного водного раствора желатина.

Затем берут 200 г 4Î -ной полиэтиленовой эмульсии И3-40, разбавляют ее 200 г воды при 40 С, тщательно перемешивают и медленно добавляют в вышеописанную смесь, перемешивая ее. При этом в смеси происходит образование агломератов с размерами л 10 мкм. Приготовляют 100 r водной эмульсии, состоящей на 40Х из смеси трех полимеров: бутилакрилата, метил-метакрилата и метакриловой кислоты в соотношении 45:45:10 соответственно с добавкой 5Х поверхностно-активного вещества А-)03. Эту эмульсию при 40ОС постепенно добавляют в смесь, описанную выше, и перемешивают в течение 15 мин. Затем в смесь добавляют 2 г 25 .-ного водного раствора глутаральдегида н охлаждают о, ее до 30 С. После этого в смесь добавляют 40 г ЗХ-ного водного раствора полиакриламида А370 и 100 г сажи, размешанной в 380 r воды. Перемешивают смесь 25 мин. Добавлением в смесь 10Х-ной уксусной кислоты снижают рН смеси до 6,0. Полученную суспензию подвергают сушке так же, как в примере 1. В результате получают порошок проявителя, имеющий сферические частицы с размерами 2030 мкм.

Пример 6. Берут 100 кг желеsa-армко. Все операции осуществляют,. так же, как в примере 5, с тем отличием, что при выдержнвании суспензию подвергают кипячению.

Проявители, приготовленные по предлагаемому способу, имеют большую эффективную магнитную чувствительность, чем проявитель, приготовленный по известному способу эа счет одновременно высоких значений а и Н Поэтому при проявлении скрытого электростатического изображения магнитной кистью достигается в 1,21,5 раза большая производительность, чем при работе на том же аппарате с известным проявителем.

Результаты испытаний по примерам приведены в таблице.

1190350

Э о х о о о о о о о о

i х »

Х л о о о о о

i i

С 1

Ю о о о О

i о о

СС) о о о

СО СЧ

СС) ° % о л л

СО

С 1 л

C) л а

СЧ

i о

С») л

С»1 о

CO

О1 С4

С» ) A ь

o o

СО С4 О л о

Щ (h al

go

E l ии

lO о

v о

И и

Ф ь о

В С»1

E» E»

u u

an л

О

СО л

Ю! о

СО о о

С 1! о а

Э

Я 3 о

Л х

f х

Сч (б

>х

0 х

СС о Х о, Ъ. йЫ х х ф E" а м и ь

В т ф

x х э х

О C

СО 03 о и

)Я и

Э ф

Л а

В!

» О

Ю л

i A

О, Э Э

Е»

Ш <б

С 1 ю0 Щ

X E» O о v a

О.ОХ С.

L» х Г» Х!

М

С5 а

8 л

Э Х х х х

aal !! л а Eîe

all

ox

u aX

Л О о

Ю о о и а о о

Сс) О СЧ х

Э I$

Э Ol Х

v С Х

С Й И E

i.hО ХМ

Р аo v

Э С» Э

Wo XE х

С С» Й о са о

uXo, с!90350

Ю) о

О1 о о о

CV CV сч — о и

С Ъ сч о в < o

С Ъ (») л о ф

С 4

О Ф л .о о tV) сЧ с о л о л со

С 4 с 4 сч л

СЧ о л « л — o

Ю Р Ъ сч о л л. л о л л — Ю (Г\ ф . л CV .Ф <4 сч о о

Ю л ф о л л

О л о

Ю о ф аi о

Ю о сц с4 л сч — o

Щ Щ л л» л л — o ф о л ф 4 л сч о ф а о с ) л л ф о о ф

О Ф. л о л.e o

gP л л со о о

С ) л сч Ю л ь 47 л л о о

tf1

О EC) л о л л о сч л л ф о о

an л» л л в - о

М

Ю о

o < о

СлЪ ь о л со о о

>Я о е

Ф (" 4

0 М щ л

- о о

Э Х X

U и v м r

Ж сО

4 д л ч ca - e чэ х Е v .о i ж с

О 4

М Ф

U X о о е а а

Йео

Я 4 ж о

Ж Э Й

4 Ф f

Д Е» Ж

» О Ж

„4

v

° v (б Di

И

Н л о и

Р ЧР

X

О

Г) о м

С» л л Q

«4

0 г

l190350

Составитель В. Аксенов

Редактор Т. Кугрышева Техред Л.Микеш Корректор С. Шекмар

Заказ 69j9/50 Тираж 447 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r., Ужгород, ул. Проектная, 4

Предлагаемое изобретение дает следующие преимущества: упрощается технологический процесс за счет исключения необходимости предварительного получения сложным путем порошка ферромагнитного материала, а также за счет совмещения операций получения ферромагнитного порошка и приготовления суспензии его с водой; повышается производительность процесса получения электрографического проявителя эа счет замены низко производительного ультразвукового диспергирования на высокопроизводительное электроэрозионное диспергирование; повышается эффективная чувстви-, тельность получаемого проявителя к магнитному полю; появляется возможность регулировать магнитные свойства получаемого проявителя;

$Q . повышается производительность . проявления иэображений на электрографических аппаратах sa счет повышения эффективной чувствительности проявителя к магнитному полю и эа

f5 счет повышения вэрыхляемости его слоя под действием переменного магнитного поля в питателе.