DE1671528A1

DE1671528A1 - Elektrisch leitfaehiges Papier

Info

Publication number: DE1671528A1
Application number: DE1968C0044719
Authority: DE
Inventors: Hoover Merwin Frederick; Schaper Raymond Joseph
Original assignee: Calgon Corp
Current assignee: Calgon Corp
Priority date: 1967-03-13
Filing date: 1968-02-27
Publication date: 1972-01-27
Also published as: US3486932A; NL161896C; AT278521B; NL161896B; SE357783B; NL6803477A; BE711310A; DE1671528B2; FR1566640A

Description

Die' vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisch leitfähiges Papier, insbesondere ein solches, welches zur. elektrostatischen Reproduktion von Bildern geeignet ist und welches mit bestimmten hochmolekularen Polymeren beschichtet ist, deren Ketten quaternäre Ammoniumsalze enthalten.

Elektrisch leitfähige Papiere können dazu dienen, die elektrischen Kräfte,bei verschiedenen Isoliermitteln auszugleichen , siehe z.B.US-Patentschrift Nr. 3.148.107. Wenn man elektrisch leitfähiges Papier beim schlagfreien Drucken verwendet, so enthält dieses im allgemeinen ein Substrat, eine Beschichtung auf der Bückseite und eine Imprägnierschicht aus

Mo-we

21.2.68 - 1 -

109885/0359

elektrisch leitfähigem Stoff. Vgl. z.B. Vaurio und ^ "Electrically Conductive Paper for Nonimpact Printing", TAPPI,^ Dezember 1964, Vol. 47, Nr. 12, 163A-165A.

Man kennt verschiedene schlagfreie Druckverfahren.wie beispielsweise elektrostatographische, elektrophotographische, elektrographische Verfahren, das"Elektrofax"-Verfahren und andere. Im allgemeinen benötigen derartige Verfahren den Aufbau einer elektrischen Ladung auf dem Papier. Dies kann durch eine Coronar^entladung geschehen, und bei den meisten Verfahren wird die elektrische Ladung im Dunkeln auf das Papier gebracht.

Das Papier kann auch mit bestimmten lichtempfindlichen oder photoleitfähigen Stoffen oder Schichten versehen sein. Heute benutzt man vorzugsweise eine besonders behandelte Zinkoxydschicht auf dem Papier. An den Stellen des Papiers, die von Licht getroffen werden, verschwindet die elektrische Ladung. Es entsteht dabei ein Negativ aus geladenen und ungeladenen Stellen. ' - . . Die aufgeladenen Stellen sind in der Lage, einen entgegengesetzt geladenen, pulverisierten oder anderweitig in Teilchenform überführten bildaufbauenden Stoff anzuziehen. Das Pulver wird durch die dem Licht ausgesetzten Flächenteile nicht angezogen, und es wird dann in einem solchen Muster auf dem Papier niedergeschlagen, welches den geladenen Flächen ent-

MO-we

21".2..68 - 2 -

109885/0359- ' bad original

spricht. Im allgemeinen wird dann das bildaufbauende Material ,geschmolzen oder anderweitig auf dem Papier behandelt, um das Bild dauerhaft zu machen« Heute verwendet man beispielsweise einen feinverteilten, wachsbeschichteten Russ, wobei nach Erhitzen auf dem Papier das Wachs schmilzt.

Andere Verfahren zur elaktrostatischen Reproduktion unterscheiden sieh vom obengenannten Verfahren darin, dass das Bild durch elektrische Verteilung der statischen Aufladung auf den Negativflachen erzeugt wird. Bei diesen und bestimmten anderen Verfahren (siehe die Literaturstelle Vaurio und Fird, die oben angegeben ist) wird als gemeinsames Merkmal ebenfalls ein elektrisch leitfähiges Grundpapier benutzt. Die elektrisch leitfähige Schicht auf dem Papier gewährleistet eine schnelle Entladung _} wenn und wo diese gewünscht wird, und trägt ausserdem zur gleichmässigen Verteilung der ursprünglichen Aufladung bei.

Wahrscheinlich das am besten bekannte und sehr verbreitete Reproduktionssystem der obenerwähnten Arten ist das direkte elektrostatische Verfahren; vgl. z.B. Chemical &

Engineering News, 20.7.1964, Seiten 88-89 und US^^^jg**¹ Dieses Verfahren ist dem xerographischen Kopierverfahren ähnlich; die leitfähige Grundschicht ist jedoch im Papier eingebaut, anstatt sich auf einer getrennten Trommel oder einer anderen Vorrichtung zu befinden. Andere Patente, die sich auf leitfähiges Papier zur elektrostatische!Reproduktion beziehen, sind beispielsweise die US-Patentschriften Nr. 3·264.137

Mo-we

21.2.68 - 3 -

■■■»■■■- ,;■<■■ 109885/0359

und 3.248.279.

Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, die elektrisch leitfähigen Schichten solcher Papiere zur Verwendung frei den oben erwähnten Reproduktionsverfahren zu verbessern.

Es wurde nun gefunden, dass bestimmte Polymere, im allgemeinen solche mit quatemären Ammoniumgruppen, welche sich in. der Kette eines im wesentlichen linearen Polyäthylens befinädeii, und zwar üiber eine Ami'do- oder Esterbindung, von besonderem Vorteil zur Herstellung eines Papiers mit einer elektrisch leitfahigen Schicht sind* Erfindungsgem'äss haben verwendbare Polymere im allgemeinen «in Molekulargewicht,, welches ausreicht, !einen transparenten,, selbsttragenden Film von etwa 0,5 bis 2 /U !beim !Trocknen aus einer wässrigen Lösung zu erzeugen, und sie ' weisen wiederkehrende Gruppen

-CH₂-G- . . ■ ■ -· CH₂--C— . · ßÄ& · und/o.der.■ C ==-Ό

auf. In jeder Formel bedeutet R Wasserstoff oder eine niedere Älkylgruppe wie die Kethylgruppe; R-, ist eine quatemierte N-Methyl-^pyridylgruppe oder eine quaternäre Ammoniumdi- odei* tr !methylengruppe¹,, beispielsweise:

Mo-we

2162.68 - 4 -

1 O 9 S S 5 / O 3 5 9 ⁸A⁰ ORIGINAL

oder—-ZcH₂Ν — (⁰H₃L

Rp ist eine quaternierte Ammoniumgruppe aliphatischer Natur wie beispielsweise:

oh . x? . ;^:

";'. -CH₂-CH-CH₂-^_(CH₃)₃

CH₂-

_f oder —CH--CH₂-N-(CH₃)₃

wobei X^ ein Halogen- oder Methosulfation ist.

In den obigen Formen kann der Methylrest des quaternierten Stickst off atoms im allgemeinen durc"h niedere Alkylgruppen ersetzt sein,und Xbhylen- und Trimethylengruppen sind

Mo -we

21.1.68 - 5 -

c^s 109885/0359

ebenfalls austauschbar; es können auch andere niedere Alkylenketten vorliegen. Demgemäss kann die Erfindung im allgemeinen, mit Verbindungen der oben angegebenen Struktur ausgeführt, werden, in denen R-, eine der Formeln:

(A)- ;2Ϊ

/Λ®

und R^ als / (A) — N

wiedergegeben werden, worin A eine gegebenenfalls durch Hydroxy oder niederes Alkyl substituierte niedere Alkylengruppe und R, eine niedere Alkylgruppe bedeuten und selbstverständlich gleich oder verschieden sein kann.

Polymere dieser allgemeinen Formeln sind schon bekannt, sie sind beispielsweise in den US-Patentschriften Nr. 2.595.907, 3.OO8.85I, 3.014,896, 3.023.162 und 3-166.540 beschrieben. Wie aus diesen Patentschriften und auch anderweitig aus der Literatur hervorgeht, können Acrylmonomere, von denen die oben angegebenen

Mo-we

21J.2.68 - 6 -

20J.2
/VU,

109885/0359

^;: BAD ORIGINAL

wiederkehrenden Einheiten abgeleitet sind, -in. wässrigem Medium unter Verwendung eines Redoxkatalysators polymerisiert werden, beispielsweise in ähnlicher Weise wie bei der Polyjnerisation
von Acrylamid.

Ein Beispiel für das Verfahren, nach welchem die verschiedenen Acrylmonomeren erhalten werden können, ist dasjenige, in dem N-(3-Dimethylamino-pröpyl)-acrylamid durch Reaktion
von Äcrylyl Chlorid und einem Propylendiamin erhalten-Wird»
(1*JUCS.li., Teil 2, Seiten 2299-2300» Mai 1950 uad ÜS~Batent~

schrift Hr* 2.595»907). Diese erste Reaktion lautets CH₂=GKGOCl + SßS-CHg-G

! . CH₂= CH-C-S-CH₂CH₂CK₂N-

Bas "Produkt., K-(3-Mmethylamino-propyl)-aer3rlämid₉ lcann d-ann.

mit Dimethylsulfat oder anderen Siederallcyl-sailfaten, Methyl-■clilorid u.a* quaterniert werden. Änionen -aadeirer ilineralsäuren koiianen später durch Inioneiiaustausch eingeführt werden.

Die monomeren Salze, beispielsweise iaa -Form des Ohio- ~ rids, Methosulfats, usw., können leicht zur Bildung-geeigneter ■Polymere polymerisiert "werden, wie axis den folgenden. Beispielen hervorgeht,, welche zur Ausführung der vorliegenden Erfindung geeignete Stoffe beschreiben.

"Mo-pe

21J2.68 - 7 -

Homopolymer des 2-Hydroxy-3-methacryloyloxypropyl-trimethyl-amrnoniumchlorids

Beispiel I

Das Monomer dieses Beispiels ist ebenfalls eine bekannte Verbindung und kann folgendermassen hergestellt werden.

.CHo=C — C ONa -■' ·■■ CH₂—CH — CH₂Cl''.Wv ■· CH₅--N

■'■■ ■"'■■ ^!l■·"' ■'■■"■ > ^ '■■■ ^: · ■'.·-';'^v-^;·'· "- cw

Natriummethacrylat Epichlorhydrin Trimethylamin

0 CH₅ '. :. '.■-■'■

'CH₂=C-.c—o—ch₂ —ch—C^₂-N-OH₅ :■.. '■':.'■■. o '-■'■■■'■:/_■[.■■;■''. ... CH ;,;.-;.". ";Λ"ΟΗ₅.'. ■

Die ZwischenVerbindung, 2-Hydroxy-3-chlorpropylmethacrylat_f ist Gegenstand des US-Patentes Nr. 2.556.375, und die Zugabe von Trimethylamin zu dieser Verbindung ist ein bekanntes Verfahren zur Bildung quaternärer Verbindungen.

Mo -we

21.2.68 - 8 -

BAD ORIGINAL ^¹- -~as 109885/0 35 9

100 g festes 2-Hydroxy-3-mekhacryloyl,oxy-propyl-t.rimethylammoniumehlorid wurden in 400. g Wasser gelöst. Zu dieser Lösung wurden 0,0299 g Aethylendiamin-tetraessigsäure-tetranatriumsalz (ED¹IA), 0,298 g Nafcriunsalicylat und 0,151 g Nitrilotris-propionarnid (NTP). gegeben. Der pH-Wert wurde, auf 6,5 eingestellt und dia Lösung eine Stunde bei 50° geklärt. Nach der ' Klärung wurden 0,075 g Arnrnoniurapersulfat zugegeben, und_: 2. Minuten später wurde eine Lösung von 0,75 g Natriummefcabisulfit und m

0,0587 g Kupfersulfat-pentahydrab in einem Liter mit einer Geschwindigkeit von 0,1 τηΐ/Min. eingepumpt. Im Polymerisationssystem stieg die Temperatur innerhalb 60 Min., von 48⁰C auf 73 C, und die Lösung wurde ausserordenfclich viskos. Sie wurde noch eine Stunde bei 75 G gehalben. Dann wurde die Polymerlösung mit Wasser verdünnt, mit Aceton gefällt und der Rückstand im Vakuur.1 getrocknet. Man erhielt ein weisses und sehr hygroskopisches Polymer mit einer grundmolaren Viskositätszahl von 3,10 in In-NaGl bei 30°C.

Hor-to polymer aus 2->Methacryloxyäthyl·- trimathyl-ammonlumchlorid

Beispiel II

Dieses Konomer wurde durch Zugabe von Dimethylsulfat zu Dirnethylaminoäthyl-methacrylat und anschliessende Heberleitung einer Lösung des Methosulfats über eine Ionenaustauajhakoüar

Mo-we . ■ ' " ■

21/2.68 - 9 -

109885/0359

au

zur Umwandlung des Monomers in die Chloridform hergestellt.

-_v ' CH Ghloridionen-, P I_t ⁵ (CKj)₂S04. austausch

CH₂ = C-C-O — (CH₂)₂ —I - ^" [ ■

CH₂-C- C—0 — (CH₂J₂-ίί ^υη3

;„ · ' ■■ . .0. - ^üii5

100 g dieses quaternären Salzes wurden in 400 g Wasser gelöst, Zur Lösung wurden 0,0343 g EDTA, 0,341 g Natriumsalicylat und 0,174 g ϊΠ'Ρ gegeben.. Das pH wurde auf. 6,5 eingestellt und die Lösung bei 50 C eine Stunde-lang geklärt. Nach der Klärung wurden 0,032 g Ammoniumpersulfat zugegeben, und eine Minute später wurde mit.einer Geschwindigkeit von 0,1 ml/Min eine Lösung von 0,855 g riatriumraetabisulfit und 0,0672 g CuSO,, 5 H2O im Liter eingepumpt. Die Polymerisationstemperatur. stieg im.Verlaufe von 100 Minuten von 49 C auf 58 C,und die Lösung wurde sehr viskos. Die viskose Polymerlösung wurde bei 60 G 30 Minuten lang gehalten und dann mit Methanol/Aether ausgefällt. Die Fällung wurde"im Vakuum getrocknet und ergab ein weisses, festes, hygroskopisches Polymer mit einer grundmolaren Viskositätszahl von 3,625 in In-NaCl bei.30⁰C.

21.2,68. · - 10 -

108886/0369

Homopolymer aus 2-Acryloyloxyäthyl-diäthylmethylammoniuinehlorid

Beispiel III

Dieses Monomer wurde durch Zugabe von Dimethylsulfat zu Diäthylaminoäthylacrylat und anschließende Ueberleitung einer Lösung des Methosulfats über eine Ionenaustauscherkolonne ' ^ zur Umwandlung des Monomers in die Chloridform hergestellt:

■-"■'■ ^CH5 '..■■"·■

. q_H Chloridionen-

i ² (CK₅)₂S04- austausch CHo= CH- C - O - (CH₂ >2 - K —*

· 1! I "- ·- ■ ■■■■■:^-.' ' ■"■

'.··■■ . "CH, .■'■■■■■ ■' ;■ .'-;■'/■. *·■■©■·! • ·: · " ' . . ³ '.-■ ■ .' "■■-'■:..'"· Cl^: CH2

". · _: . .· . · CH₂=CH-C-0-(CH2)2-N-^c

100 g dieses Monomers wurden, in 400 g Wasser gelöst. Zu dieser Lösung wurden 0,0322 EDTA, 0,32 g Natriumsalicylat und 0,163 g KiP gegeben. Das pH wurde auf 6,5 eingestellt und die Lösung eine Stunde lang bei 50⁰C geklärt. Nach der Klärung wurden 0,077 g Ammoniumpersulfat zugegeben, und 1 Minute später

21.2.68 - 11 -

109885/0359

wurde mit einer Geschwindigkeit vcn 0,1 ml/Min, eine Lösung von 0,803 g Natriummetabisulfit νχΛ 0,063 g CuSO^SHgO im Liter eingepumpt. Die Polymerisationstemperatur stieg im Verlaufe von 100 Minuten von 50 C auf 58 C; die Lösung wurde dick. Die Lösung wurde "bei 60 C 30 Minuten lang gehalten und dann mit Aceton gefällt. Die Fällung wurde in einem erwärmten

Exsikkator -

im Vakuum getrocknet; man erhielt ein festes, bräun

liches Polymer mit einer grundmolaren Viskositätszahl von 0,604 in In-NaCl bei 30⁰C.

Homopolymer aus 3-Acrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid

Beispiel IV

Dieses Monomer wurde durch Zugabe von Acryloylchlorid zu Ν,Ν-Dimethylaminopropylamin, Quaternierung mit Dimethylsulfat und nachfolgenden Ionenaustausch zur Ueberführung des Monomers in die Chloridform hergestellt:

QJ₁ . Chloridionen-I 3 (cn ) SO austausch

_CH__C-HH-_.(CH₂)^-N-C 0 ..·■'·'■"- . '.· CH₃'

21.2.68 - 12 -

109885/0 359

^BAD

Ai

95 g das quaternären Salzes wurden mit 38O g Wasser verdünnt. Zu dieser Lösung wurden 0,0374 g EDTA,- 0,373" g Natriurasalicylat und 0,19 g NTP gegeben. Das pH der Lösung wurde auf 6,5 eingestellt und die Lösung bei 50 C eine Stunde lang geklärt. "Nach, der Klärung- wurden 0,0945 g Ammoniumper- , sulfat zugegeben, und 2 Minuten später wurde eine Lösung von 0,945 g Natrium-tabisulfit. und 0,0742 g CuSO₄.5H₃O im Liter mit einer Geschwindigkeit von 0,1 ml/Min, eingepumpt. Die Polymerisat ionotaniperatur stieg im Verlaufe von 80 Min. von 51 auf 65°C, und sehlies'slich war die Masse zum Rühren zu dick. Die viskouo Lösung vvur&a bei 70 C eine Stunde lang gehalten und des Polymer dann durch Zugabe von Aceton ausgefällt Die Fällung nur da im Vakuum getrocknet, und man erhielt ein weisses, festes, hygroskopisches Polymer mit einer Grundviskositätszahl von 3,45 in In-NaCl bei 30 C.

aus N—( 3-Pyridyl) -acrylamid- Λ

Beispiel V

.' NH

CH₃

£^68 -13-

109885/0359

Dieses Monomer kann nach .dem folgenden Reaktionsschema hergestellt werden:

> CH^= CH-- C-NH

C_ST Chloridionen

ί J Cc%)₂SO4 austausch

• υ .

.'■·■·■'" * ' ' ' CH„=CH—-C-NH-

Eine 30 /"ige Lösung von .204,4 g oder 0,442 Mol dieses Monomers wurde bereitet und ihr pH auf 6,5 eingestellt; sie wurde bei 80 C eine Stunde lang geklärt. Nach der Klärung wurde eine' Lösung von Ammoniumpersulfat mit 0,1 ml/Min, eingepumpt, ■' und zwar entsprechend 5 · ΙΟ"⁹ Mol Katalysator/Mol Monomer pro Minute, im Vorlaufe von 100 Minuten. Die Polymerisationstemperatür stieg von 80 auf 85 C. Die Lösung wurde noch 1 Stunde bei 85 G gehalten, und dann wurde das Polymer durch Zugabe von Methanol/Aether ausgefällt; man erhielt einen hellbraunen* Peststoff mit einer grundmolaren Viskositätszahl von 0,259 in In-NaCl bei 30°C. ■

Mo-we

21.2.68 - 14 -

10988S/0 35 9 BAD original

/15

Die nach, den vorstehenden Beispielen hergestellten Polymere können zur Herstellung eines elektrisch leitfähigen Papiers dienen, welches für die oben angegebenen elektrostatischen Kopierverfahren geeignet ist.

Zur Herstellung eines solchen Papieres können die Polymere der vorliegenden Erfindung auf Papier oder eine cellulosehaltige Bahn nach bekannten Methoden, beispielsweise durch Beschichten, Tauchen, Aufbürsten, durch Zugabe am nassen

' ft

Ende der Papiermaschine usw. aufgebracht werden. Die Menge an · ™ aufgebrachten Polymer liegt im allgemeinen in der Grösseiiordnung von etwa 0,48 bis 4,9 g/m je nach der verwendeten Kombination aus Polymer und Papier und dem Ausmass der erwünschten elektrischen Leitfähigkeit. In manchen Fällen kann noch weniger Polymer vei*\vendet werden, beispielsweise herunter bis zu 0,162 g/m . Eine obere Grenze der Menge an zugegebenem Polymer scheint nicht vorhanden zu sein, ausser dass diese Menge nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten festgelegt wird.

Der angegebene Gesamtbereich von etwa 0,162 bis 4»9 g/m ist daher als reiner Anhaltspunkt der benötigten Polymermenge zu betrachten, welche einem cellulosehaltigen Substrat Leitfähigkeitseigenschaften verleiht.

Zur Beurteilung der Y/irksamkeit der Polymerbeschichtungen nach der Erfindung wurde folgende Untersuchungsmethode angewandt:

Mo-we

21.2.68 - 15 -

109885/0359

Untersuchungsverfahren, zur Bestimmung der Oberflächen!el

Das folgende Verfahren wurde -zur Bestimmung des Widerstandes eines elektrischen Stromes über die Oberfläche eines flachen Materialstückes, in diesem Falle Papiers, angewandt. Es wurde eine Lösung des zu untersuchenden Polymers

α hergestellt und auf Papier aufgebracht, welches zur Aufnahme elektrisch leitfähiger Schichten geeignet ist, beispielsweise ein Kopier-Grundpapier nach Bergstrom mit einem Gewicht von 75 g/m , mittels einer drahturawundenen Ziehrolle nach Meyer. Die Beschichtungsraenge kann durch die Grosse der Ziehrolle verändert werden.

Das beschichtete Papier wird dann in einem Trockenschrank bei 105 C getrocknet, bis es berührungstrocken ist.

Nach Trocknung des Papieres wird es in einer Klimakammer mindestens 16 Stunden lang konditioniert.

W Dann bringt man das beschichtete Papier in eine

andere Klimakammer, welche die gewünschte relative Feuchtigkeit aufrecht erhält, und konditioniert noch einmal 24 Stunden lang.

Dann bringt man das beschichtete Papier mit der beschichteten Seite nach unten in eine Widerstands-Messaparatur nach Keithly, legt eine Spannung (gewöhnlich 100 V) an und misst den elektrischen Strom über die Oberfläche mit einem Keithly-

Mo-we

21.2.68 - 16 -

109885/0359

Elektrometer«

. Der Strom wird in Ampere gemessen und die folgende Formel zur Berechnung des Oberflächenwiderstandes angewendet:

,Oberflächenwiderstand ^. . ^ ^. [Ohm-cm²/cm²] ^A

V = angelegte Gleichspannung

A = Elektrometer-Abissung in Ampere

Nach der eben beschriebenen Methode wurden Messungen an Papieren ausgeführt, die gemäss obenstehenden Beispielen 1-5 beschichtet wurden, und ihre Eigenschaften mit dem unbehandelten Papier und Papier, welches mit einem salzhaltigen Befeuchtungsmittel versehen war, verglichen. Die Resultate dieser Vergleichsversuche finden sich in der folgenden Tabelle 1.

Mo -we

21.2.68 - 17

109885/0359

TABELLE 1

I

Meyer-

Ueberzugs

2 I

j

65

0

Oberflächen

rel.

^L0-14

Oberflächen- '

>

,1

Feuchte

Oberflächen

A,

¹⁰-6

Oberflächen

1°ϊη

Oberflächen

A,

1°_4

Oberflächer

rel.

1^8

Br.· ££..; «Ί

walze

gewicht

8

0

strom, A,

Feuchtigkeit

10~¹⁴

widerstand

S.

,2

5 i°

strom,

22 fo rel.

1° £
10"⁶

widerstand,

¹⁰IO
ιο^±υ

strom,

54 f° rel.

10 T
10~⁴

widerstand

Feuchte

1On
10°

-"'■-'.fpiei

er/

14

75

0

5 ίο

ΙΟ"¹⁴

rel.

,3

__nl8
1 8

Feuchte

ΙΟ"⁹

22$ rel.

10¹^

Feuchte

ίο"⁸

54 Ϊ»

5,9 ·

ίο¹¹

mm

&

2
1

65

0

,6

;ioi8

0,42 ·

Feuchte

0,90 ·

2,3 ·
2,5 ·

0,075

1,

,45

0

• iolio

,1

ίο¹⁸

0,18 ·
0,19 ·

1,3 ·

<

0,23 ·
0,21 ♦

i°"l

6,0 ·

10⁸

Äi'ltiges
^ « CvLCXi*"¹"

5,6
10.

4,
7,

0

♦ io I⁰

,4

0,21 ·

10 \

3,0 .
2,8 .

1Oq

0,89 ·

ΙΟ"¹!

10'

dt utes

0

,75

. io~⁹

,9

• 10¹⁴
13
• 10^

10"⁵

2,5 ·

10^J

10 ⁵

3,0 -

10

?>-·. ji er

0

,65

, ₁₀-n

,1

• 10 ^Δ

0,13 ·

10~c

Q
1°8

.0,18 ·

i°i

6,2 ·

0,075

0,

,6

0

A⁰

• 10~?"2

7

,1

' ¹⁰I 1

0,11 ·

¹⁰-4

3,0 .

1%

0,86.·

10 Z

4,5 ·

10'

to

5,6

I₁

»49

0

,70

.· io ·

8

,9

. I₀ 4
• ιο·°

0,13 ·

10 ⁴

4,9 ·

10

0,12 ·

10 ^J

9,5 ·

10'

OO

10

2,

,62

0
0

,50

• i°Iii³

5

,8
,2

• ίο¹⁶
¹ 15
' 1°14
• 10 ^

0,12 ·

loi

4,1 ·

<

0,56 ·

¹⁰-4

1,9 ·

ιοξ"

co

0,075

0

,8

0

,72

* 10 η

7

,3

0,61 ·

10 \

4,5 ·

1°8

0,28 ·

10 Z

1,2 ■

ίο'

O

5,6

1

,65

0

,60

• 10~¹⁰

1

,8

0,10 ·

\0~°

8,8 ·

10°

0,415 ·

ίο"-³

4,1 ■

10'

10

2

,8
,75

,26

. ίο"¹¹

7

• <

0,24 *

¹⁰-5

5,3 ·

9
Q

0,13 ·

io:t

5,9 ·

cn
(D]

0,075

0

,49

,13

. in"¹⁰
-10
• 10 ^±υ

8

0,21 ·

Ϊ0-⁵

2,2 -

1Ο9
10^J

0,90 .

1,6 -

5,6

1

,95

,90

* 1°~Q^X

2

0,85 ·

io"l

2,5 .

¹S

0,33 ·

10-5
_ —4.

7,9

.10?

10

2

,30
,45

• ίο *

4

0,14 ·

10 °

6,3 ·

0,68 ·

10 ^

3,1
1,9

• 10'

0,075

0

,10

5

0,39 ·
0,52 ·

3,8 .

0,17 ·
0,28 ·

1,3

5,6
10

1
2

,30

1
1

0,77 ·

1,4 ·
1,0 .

0,41 ·

4,5

> ·}

0,075

0

5

0,40 ■

6,9 ·

0,12 ·

D ORIG

5,6

1

1,3 ·

Λ .2.68

CO

Aus vorstehender Tabelle 1 geht hervor, dass das erfindungsgemäss "beschichtete Papier bedeutend verbesserte Leitfähigkeitseigenschaften besitzt, insbesondere bei niedriger relativer Feuchtigkeit. Dieses letstere Merkmal ist besonders wichtig, da dieses die im allgemeinen vorherrschende Bedingung in relativ heissen Kopiermaschinen darstellt, und demgemäss muss ein technisch befriedigendes Kopierpapier angemessene Leitfähigkeitseigenschaften insbesondere bei niedrigen Feuchtigkeiten haben.

In Tabelle 1 ist die Schichtdicke durch die Angabe der ^ Messungen an der Ziehwalze nach Meyer in mm angegeben» Dies ist die Dicke der flüssigen Beschichtung bei seiner Herstellung. Das Gewicht pro Quadratmeter der getrockneten Schicht ist aber zutreffender und bedeutsamer. Die Tabelle enthält auch die Messwerte des Oberflächenstronies, obschon die Messung des Oberflächenwiderstandes technisch wichtiger ist. Die Behandlung mit einem salzhaltigen Befeuchtungsmittel, wie sie sich in den ersten Zeilen der Tabelle findet, stellt eine übliche Beschichtungsart dar und besteht aus einer wässrigen. Lösung mit 8 fo Kaliumchlorid und 0,1 $ Hydroxyäthylcellulose (im Augenblick des Aufbringens auf das Papier). ' -

Die erfindungsgemässen PolymerbeSchichtungen wurden auf das Papier mit einer Konzentration der wässrigen Lösung an etwa 4 i° Polymer aufgebracht.

Mo-we

21.2.68 - 19 -

109885/0359

"W ϊ-ϊ

JLO

Aus dem Gesr.gten gellt hervor, dass erfindungsgemäss ein vorteilhaft Verbessertes eleklriuch. leikfähigus !'apiei* hergestellt werden kann, welches eine Beschichtung aufweist, die als die wichtigste elektrisch leitfähige Komponente ein hochmolekulares, wasserlösliches kationisches Polymer mit wiederkehrenden Ketteneinheiten der Formeln:

■ R I CH₂-C -

i-

NH

oder

. ι

-CHg-ö -

l"~ ' O

aufweist. In diesen Formeln besitzen die Symbole R und R₁ die oben artgegebene Bedeutung, und das Symbol χ bedeutet die Anzahl von derartigen Ketteneinheiten im Pölymermölekül. Das Beschichtungsverfahren dieser elektrisch leitfähigen Polymerkomponenten auf das Papier ist kein Teil der vorliegenden Erfindung und kann auf bekannte Art geschehen. Die Erfindung ist nicht auf die Aufbringung bestimmter Mengen an- Polymer auf das Papier beschränkt, vorausgesetzt natürlich, dass genügend Polymer anwesend ist, um das Papiersubstrat mit den gewünschten I/eitfähigkeitseigenschaften zu versehen.

21.2.68

109885/0359

SAD ORiGiNAL

Claims

Pat entan sprüche

1. Elektrisch leitfähiges Papier, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Beschichtung trägt, welche als wirksame elektrisch leitfähige Komponente mindestens ein lineares, hochmolekulares, wasserlösliches kationisches Polymer mit wiederkehrenden Ketteneinheiten der Formeln

C

I
C-O

NH-

1 .

oder

-CHo-C ·

1 O

enthält, worin

R für Wasserstoff oder· niederes Alkyl, R, für einen Rest

oder

für den Rest

Mo-we
21 .-2.68

- 21 -

10988S/0359

steht, worin A einen niederen Alkylenrest, einen hydroxyl^substituierten niederen Alkylenrest oder einen durch niederes Alkyl substituierten niederen . Alkylenrest und R, eine niedere Alkylgruppe bedeuten ■ und worin χ die Anzahl derartiger Ketteneinheite*¹ im Polymermolekül bedeutet.

2. Elektrisch leitfähiges Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer die Formel

-CH₂ C·

O= C-CCIi₂CHOHCH₂X^(CH₅ )y, Cl

besitzt.

3. Elektrisch leitfähiges Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer die Formel

Θ.

0-C-OCH₂CH₂N

it-Ol

besitzt.

Mo-we 21.2.68

- 22 -

BAD URiGtNAl.

109885/0359

'4. Elektrisch leitfähiges Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer die Formel

-CH₂-CH -

' O=C-OCH₂CH₂ N (CH₂CK^)₂, Cl

besitzt.

5. Elektrisch leitfähiges Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer die Formel

CH₂-CH

H₂-H(CH^)^ Cl

besitzt.

6. Elektrisch leitfähiges Papier nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer die Formel

CH*-CH

KH

\ , ei f ·

L·

honi t;7.U

Mo-we
2l.fe.68

109Ö8S/0369

7. Elektrisch leitfähiges Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein derart, hohes Molekulargewicht besitzt,dass es einen transparenten, selbsttragenden Film mit einer Dicke von etwa 0,5 bis 2 /U beim Trocknen einer wässrigen Lösung bildet.

8. Beschichtetes Papier nach Anspruch 1,-dadurch gekennzeichnet, dass es das Polymer in der Beschichtung in einer Menge von etwa 0,16 bis 4»9 g/m enthält.

a 9. Elektrisch leitfähiges Papier nach "Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung soviel Polymer

enthält, dass der Oberflächenwiderstand bei etwa 50 $ relativer

7 9 Feuchtigkeit in der Grössenordnung von etwa 10 - 10 Ohm, bei

etwa 22 i° relativer Feuchtigkeit in der Grössenordnung von etwa 10 - 10 Ohm und bei etwa 5 i^a relativer Feuchtigkeit in der Grössenordnung von etwa 10 - 10 Ohm liegt*

Calgon Corporations

b-we
.1.2.68 - 24 -

ORIGINAL

109885/0359