DE1932988B2 - Elektrisch leitfaehiges papier fuer elektrofotografische zwecke - Google Patents

Description

CH,

/ \
-CH CH-CH₂-

CH₂ CH, ΑΧ+/

der allgemeinen Formel

R,

R₊

bestehen, wobei Rj und R4 Alkylgruppen oder aber R3 eine derartige Alkylgruppe und R₄ eine jS-Propionamidogruppe sowie A- ein Anion darstellen, nach Patentanmeldung P 16 96 173.2, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkylgruppe(n) 5 bis 18 Kohlenstoffatome aufweist bzw. aufweisen.

2. Elektrisch leitfähiges Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere bis zu 10 Gew.-% an Gruppen der Formel

2 v„

worin R] ein Wasserstoff- oder Halogen-Atom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet und R2 für einen Aryl- oder Alkarylrest oder einen der Reste der Formeln steht

-C = N
O

Il

-C-R₇

O
-C-R₅

Il

-C-N

Il

-C-OR,, — OR,,,

worin R5 und Rb für einen Alkyl-, Cycloalkyl- oder Alkoxyalkyl-Rest stehen, R7 die gleiche Bedeutung «vie die Reste R₅ und R_b hat oder für eine Aryl-Gruppe stehen kann, Ra und R9 ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Alkaryl-, Aralkyl- oder Alkoxyalkylgruppe bedeuten,und Rioden Resten R?und R₆entspricht,enthält.

Die Erfindung bctrilli ein elektrisch lcitl'ühigcs Papier für elektrofotografische /.wecke, das tu etwa 0,15 bis ■5 g/ni^: wasserlösliche, polviiiere, qualerniirc Ammoniumsalze enthalt, die /\\ mindestens 90% aus Einheiten -CH CH-CH₂
CH₂ CH₂ Α

bestehen, wobei R₃ und R₄ Alkylgruppen oder aber R₃ eine derartige Alkylgruppe und R₄ eine 0-Propionamidogruppe sowie A- ein Anion darstellen, nach Patentanmeldung P 16 96 173.2-45.

Durcn die FR-PS 13 77 510 ist bereits ein elektrisch leitfähiges Papier der allgemeinen Forme!

bekanntgeworden, bei dem Ri, R₂ und R₃ Alkylradikale mit zwei bis sieben C-Atomen sowie R₄ eine Alkylgruppe mit sechs C-Atomen sind. Dabei enthalten Ri und R₂ polymerisierbare C = C-Bindungen. Dieses elektrisch

»ο leitfähige Papier verfügt nicht über die gewünschten Leitfähigkeits- und Beständigkeitseigenschaften, wobei ein Nachteil insbesondere darin gesehen wird, daß die elektrisch leit^fähige Schicht zum Wandern in benachbarte Schichten neigt. Elektrisch leitfähiges Papier der beschriebenen Art findet ebenso wie ein Papier, welches in der US-PS 30 11 918 beschrieben ist, bei sogenannten direkten elektrostatischen Verfahren Verwendung, wie sie in der US-PS 30 52 539 sowie in der Zeitschrift »Chemical and Engineering News«. 1964, S. 88 und 89, beschrieben sind. Bei diesen Verfahren befindet sich, im Unterschied zum xerografischen Vervielfältigungsverfahren, die leitfähige Schicht im Papier selbst und nicht auf einer getrennten Walze oder einer sonstigen Vorrichtung.

Durch die Hauptpatentanmeldung ist bereits ein elektrisch leitfähiges Papier der eingangs genannten Gattung geschaffen worden, welches auch gegenüber Veränderungen der relativen Feuchtigkeit innerhalb eines weiten Bereiches beständige Leitfähigkejtseigen-

so schäften aufweist, einen hohen Weißheitsgrad besitzt und gegen eine Wanderung der elektrisch leitfähigen Schicht in benachbarte Schichten unabhängig von Feuchtigkeitsveränderungen beständig ist. Dieses elektrisch leitfähige Papier sowie das Verfahren zu seiner

s.s Herstellung nach dem Hauptpatent haben sich im Prinzip bewährt, jedoch werden dort nur verhältnismäßig wenig komplexe Polymere der angegebenen Formel verwendet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das

do elektrisch leitfähige Papier nach der Hauptpatentanmcldung noch dahingehend zu verbessern, daß insbesondere die Beständigkeit gegen eine Wanderung der elektrisch leitfähigen Schicht in benachbarte Schichten unabhängig von Feuchtigkeilsveränderungen sowie die

>s Konstanz der Leiifahigkcitscigenscliali.cn noch erhöht sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem elektrisch leitfähigen Papier der eingangs genannten

Gattung dadurch gelöst, daß die Alkylgruppe(n) 5 bis 18 Kohlenstoffatome aufweist bzw. aufweisen.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist Gegenstand des Unteranspruches. Im übrigen kann das erfindungsgemäß Alkylgruppen mit 5 bis 18 Kohlenstoffatomen autweisende Ammoniumsalz bei sämtlichen Ausführungsformen des elektrisch leitfähigen Papiers sowie des Verfahrens nach dem Hauptpatent in vorteilhafter Weise verwendet werden, auf welches insoweit zur Ergä'nzung des Erfindungsgedankens in vollem Umfang Bezug genommen wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich die Eigenschaften des elektrisch leitfähigen Papiers nach dem Hauptpatent noch dadurch verbessern lassen, daß nicht Polymere mit Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, sondern solche mit 5 bis 18 Kohlenstoffatomen in den Alkylgruppen verwendet werden. Durch die Verwendung derartiger, stärker komplexer Polymerer werden die Wanderungseigenschaften sowie die Beständigkeit der Leitfähigkeitseigenschaften weiter gefördert. Ebenso wie das elektrisch leitfähige Papier nach dem Hauptpatent unterscheidet sich das elektrisch leitfähige Papier nach der Erfindung von demjenigen nach der FR-PS 13 77 510 im wesentlichen dadurch, daß im Gegensatz zur FR-PS 13 77 510 bei der Erfindung die auf das Papier aufgebrachten Monomeren Diallylammonium-Verbindungen sind, welche bei der radikalischen Polymerisation unter Ringschluß Piperidiniumringe bilden. Hierdurch gelingt es in überraschend einfacher Weise, die Leitfähigkeitseigenschaften und die Beständigkeit des Papieres nach der FR-PS 13 77 510 entscheidend zu verbessern, wobei eine weitere Verbesserung gegenüber dem Hauptpatent durch die Maßnahme gelingt, Alkylgruppen mit 5 bis 18 anstelle von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen zu verwenden. Insgesamt wird hierdurch sowohl gegenüber der FR-PS 13 7,' 510 als auch gegenüber dem Hauptpatent auf wirkungsvolle Weise die Wanderung der elektrisch leitfähigen Schicht in benachbarte Schichten inhibiert.

Hinsichtlich der Herstellungsmöglichkeiten der erfindungsgemäß bevorzugten Homopolymeren, Copolymeren und komplexen Polymeren sowie der verwendbaren copolymerisierbaren Vernetzungsmittel wird in vollem Umfang auf die Beschreibung der Hauptpatentanmeldung Bezug genommen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1 ^₀

Unter Verwendung eines mit 0,076-mm-Draht umwikkelten Meyer-Stabs wurde eine 4 gew.-°/oige wäßrige Lösung eines Copolymeren aus Dimethyldiallylammoniurnchlorid und Methyldodecyldiallylammoniumchlorid im Mol-Verhältnis von 17,5 : 1 auf ein Papier mit einem Quadratmetergewicht von ca. 68 kg aufgebracht, und zwar zu etwa 0,5 g des reinen Polymeren pro Quadratmeter Papier. Die Probe wurde anschließend 20 bis 30 Minuten lang in einem Ofen bei 105°C getrocknet. Ein 51,61 cm² großes Probestück wurde herausgcschnitten und Ib Stunden lang in einem unter konstanten Bedingungen von 50% relativer Luftfeuchtigkeit und einer Temperatur von 22,2⁰C gehaltenen Raum aufbewahrt. Nach dieser Zeit wurde das Probestück 72 Stunden lang bei 23% relativer Luftfeuchtigkeit <>s konditioniert. Nach dem Aufbringen von 100 Volt Wechselstrom wurden der spezifische Oberfläehensowic der Durchgangswiderstand gemessen. Die Elektroden bestanden aus rostfreiem Stahl: für die Messungen bei relativen Luftfeuchtigkeiten von mehr als 70% wurde jedoch eine Spezial-Elektrode mit Graphit-Mittelteil benutzt. Der Oberflächenwiderstar.d betrug bei diesem Polymeren 5,9 χ 10⁸ Ohm je 6,452 cm².

Beispiel 2

Auf ein Prüfpapier, wie es zuvor beschrieben worden ist, wurde, wie in Beispiel 1 angegeben, eine 4 gew.-%ige wäßrige Lösung aus Poly-(methyl-j3-propionamid-diallylarnmoniumchlorid) aufgebracht. Nachdem die wie in Beispiel 1 beschriebene Behandlung vorgenommen worden ist, zeigte dieses Papier einen Wert von 2,0 χ 10'° Ohm je 6,452 cm² für den spezifischen Oberflschenwiderstand.

Beispiel 3

Es wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, eine 4 gew.-°/oige Lösung eines Copolymeren aus Dimethyldiallyl-ammoniumchlorid (93 Gew.-%). Acrylamid (4 Gew.-%) und Acrylnitril (3 Gew.-%) aufgebracht und bearbeitet. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 12% wurde der Oberflächenwiderstand mit 8.6 χ 10¹⁰ Ohm je6,452 cm² ermittelt.

Beispiel 4

Wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde eine 4 gew.-%ige Lösung eines Copolymeren aus Dimethyldiallyl-ammoniumchlorid (96 Gew.-%) und Acrylnitril (4 Gew.-%) aufgebracht und behandelt. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 16% wurde der Oberflächenwiderstand mit 1,8 χ 10¹⁰ Ohm je 6,452 cm² ermittelt.

Beispiel 5

Wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde eine 4-gew.-%ige Lösung eines Copolymeren aus Dimethyl-diallylammoniumchlorid (95 Gew.-%) und Diacetonacrylamid (5 Gew.-%) aufgebracht und behandelt. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 24% wurde der Oberflächenwiderstand zu 3,6 χ 10* Ohm je 6,452 cm² ermittelt.

Beispiel 6

Wie in Beispie! 1 beschrieben, wurde eine 4 gew.-°/oige Lösung eines Homopolymeren aus Diäthyldiallyl-ammoniumchlorid aufgebracht und behandelt. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 20% wurde der Oberflächenwiderstand zu 7,9 χ 10" Ohm je 6,452 cm² ermitteh.

Beispiel 7

Wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde eine 4 gew.-%ige Lösung eines Copolymeren aus Dimethyldiallyl-ammoniumchlorid, copolymerisiert mit 0,03 Gew.-% Methylbisacrylamid, aufgebracht und behandelt. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 23% wurde der Oberflächenwiderstand zu 1,8 χ 10"' Ohm je 6,452 cm² ermittelt.

Beispiel 8

Wie in Beispiel I beschrieben, wurde eine 4 gew.-%ige Lösung von Dimethyl-diallyl-ammoniumchlorid, copolymerisicri mit 0,12 Gcw.-% Tetraallylammoniumchlorid, aufgebracht und behandelt. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 23% wurde der Oberfliichenwidcrstand zu 1,4 χ 10"' Ohm je 6,452 cm² ermittelt.

Die Lösungen der Polymeren können durch Beschich-

len, Tauchen, Aufbürsten oder am feuchten Ende der Papiermaschine auf Papier oder Zellulosebahnen aufgebracht werden. Normalerweise werden dabei 0,75 bis 5 g/m- des Polymeren aufgebracht. In einigen Fällen reichen jedoch bereits 0,15 g/m-' zur Erzielung einer hinreichenden Leitfähigkeit aus. Die obere Grenze der Zugabe wird im wesentlichen durch Wirlschaftlichkeif-betrachtungen bestimmt. Es wurde bisher keine obere Grenze gefunden, oberhalb deren die Leitfähigkeitseigenschaften des Papiers beeinträchtigt werden.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Elektrisch leitfähiges Papier für elektrofotografische Zwecke, das zu etwa 0,15 bis 5 g/m² wasserlösliche, polymere, quaternäre Ammoniumsalze enthält, die zu mindestens 90% aus Einheiten der allgemeinen Formel