DE1951000C3

DE1951000C3 - Paper with an electrically conductive top layer

Info

Publication number: DE1951000C3
Application number: DE19691951000
Authority: DE
Inventors: Giancarlo Antonio Adelphi Cavagna, Md.; William Comstock New York N.Y. Walker
Original assignee: Westvaco Corp
Current assignee: Westvaco Corp
Priority date: 1969-10-09
Filing date: 1969-10-09
Publication date: 1980-06-04
Also published as: DE1951000B2; DE1951000A1

Description

CH₃ CH ₃

-CH-,-CH₂-N--CH -, - CH ₂ -N-

worin X gleich einem Chlorid-, Bromid-, oder Sulfation und R einen Rest der Formel I ist, je 1000 Kettenatomen enthält und wobei das Polyäthylenimin vor der Quaternisierung ein Molekulargewicht von 1200 bis 100 000 aufweistwhere X is a chloride, bromide or sulfate ion and R is a radical of the formula I, 1000 each Contains chain atoms and where the polyethyleneimine has a molecular weight before quaternization from 1200 to 100,000

2. Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daü es die elektrisch leitende Oberflächenschicht in einer Menge von 0,227 bis 13,154 kg je Ries Papier enthält.2. Paper according to claim 1, characterized in that it DAT the electrically conductive surface layer in an amount from 0.227 to 13.154 kg per ream of paper contains.

Die Erfindung betrifft ein Papier mit einer elektrisch leitenden Schicht, die eine quaternäre Verbindung und gegebenenfalls bis zu 50 Gewichtsprozent Stärke enthält.The invention relates to a paper with an electrically conductive layer that has a quaternary connection and optionally contains up to 50 percent by weight starch.

Zur Herstellung von Papier zum elektrographischen Drucken wird bekanntlich das Papier mit einem Belag einer elektrisch leitenden Substanz versahen, die in Wasser dispergierbar ist und die nötigen elektrisch leitenden Eigenschaften aufweist. Geeignete Substanzen sind z. B. polymerisierte quaternäre Vinylbenzylammoniumverbindungen, wie sie in der US-Patentschrift 30 11918 beschrieben werden. Diese Verbindungen besitzen jedoch den Nachteil, daß damit beschichtete Papiere einen unangenehmen starken Amingeruch besitzen, der nur verringert werden kann, wenn man den pH des Belags bis in den stark sauren Bereich verringert; in diesem stark sauren Bereich wird jedoch die Korrosion der Beschichtungsvorrichtung erhöht. Außerdem sind diese Verbindungen teuer.In order to produce paper for electrographic printing, it is known that the paper is provided with a covering provided an electrically conductive substance that is dispersible in water and the necessary electrical Has conductive properties. Suitable substances are e.g. B. polymerized quaternary vinylbenzylammonium compounds, as described in US Pat. No. 3,011,918. These connections however, they have the disadvantage that papers coated therewith have an unpleasant, strong amine odor which can only be reduced if you adjust the pH of the pavement to the strongly acidic range decreased; in this strongly acidic range, however, the corrosion of the coating device is increased. In addition, these connections are expensive.

Aus TAPPI (Technical Association of the Pulp and Paper Industry), Preprints über die Tagung vom 13. bis 16. Mai 1968 in Miami Beach, Fla., USA, ist weiterhin bekannt, quaternäres Polypiperidiniumchlorid, gegebenenfalls zusammen mit Stärke, für eine elektrisch leitende Schicht auf Papier zu verwenden. Dieses Produkt ist nicht nur teuer, sondern hat einen starken Amingeruch, so daß es für die Praxis ungeeignet ist. In der gleichen Druckschrift wird auch ein lineares, vollständig quaternisiertes Polyäthylenimin als PoIyelektrolyt genannt, das jedoch als wenig geeignet angesehen wurde und quaternärem Polypiperidiniumchlorid unterlegen war.From TAPPI (Technical Association of the Pulp and Paper Industry), preprints about the conference from 13th to Also known on May 16, 1968 in Miami Beach, Fla., USA, quaternary polypiperidinium chloride, optionally together with starch, to be used for an electrically conductive layer on paper. This The product is not only expensive but has a strong amine odor making it unsuitable for practical use. In The same publication also mentions a linear, completely quaternized polyethyleneimine as a polyelectrolyte called, which, however, was considered unsuitable and quaternary polypiperidinium chloride was inferior.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Papiere mit einer elektrisch leitenden Schicht, insbesondere den starken Amingeruch zu beseitigen und ein Papier mit einer elektrisch leitenden Oberfläche zur Verfügung zu stellen, das sich für das elektrographische Drucken eignet Das Papier soll einen Oberflächenwiderstand von nicht mehr als ungefähr 1 χ 10¹⁰ oder 1 χ 10^s Ohm/cm² innerhalb eines Bereiches relativer Feuchtigkeit von ungefähr 25 bis 80% besitzeaThe invention is therefore based on the object of eliminating the disadvantages of the known papers with an electrically conductive layer, in particular the strong amine odor, and of providing a paper with an electrically conductive surface which is suitable for electrographic printing. The paper should have a surface resistance of no more than about 1 χ 10 ¹⁰ or 1 χ 10 ^s ohm / cm ² within a relative humidity range of about 25 to 80% a

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung, die in den Patentansprüchen beschrieben wird, gelöstThis object is achieved by the invention which is described in the patent claims

Durch die Erfindung wird somit ein Papier zur Verfugung gestellt, das über einen Bereich relativer Feuchtigkeit von ungefähr 8 bis 75% einen Oberflächenwiderstand von ungefähr 1 χ 10⁸WsI χ 10^s Ohm cm² besitzt ^{The invention thus provides a paper which has a surface resistance of approximately 1 χ 10 8} WsI χ 10 ^s ohm cm ² over a relative humidity range of approximately 8 to 75%

Methylchlorid ist das bevorzugte Quaternisierungsmittel. Methyl chloride is the preferred quaternizing agent.

Das Molekulargewicht des Polyäthylenimins vor der Quaternisierung besitzt nur einen geringen Einfluß auf die Leitungseigenschaften des Polymeren nach der Quaternisierung; jedoch beeinflußt das Molekulargewicht die Viskosität des das quaternisierte Polyäthylenimin enthaltenden Belags. Somit wird die Auswahl des Molekulargewichts des zu verwendenden Materials durch die gewünschte Endviskosität bestimmt Es wurden Polyäthylenimine mit Molekulargewichten von 1200 bis 100 000 verwendet und in kontinuierlichen Belägen ohne Schwierigkeiten auf Papier aufgebracht.The molecular weight of the polyethyleneimine before Quaternization has only a minor influence on the conductivity properties of the polymer after Quaternization; however, the molecular weight affects the viscosity of the quaternized polyethyleneimine containing covering. Thus, the selection of the molecular weight of the material to be used determined by the desired final viscosity. Polyethyleneimines with molecular weights of 1200 to 100,000 used and applied in continuous coverings to paper without difficulty.

Das Polyäthylenimin wird mit einem Methylierungsmittel, wie Methylchlorid, durch Zusammenrühren des Polymeren und des Methylierungsmittels bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur umgesetzt. Temperaturen zwischen 40 und 8O⁰C werden bevorzugt. Der pH des Reaktionsmediums, der zum Fallen neigt, wird vorzugsweise auf der alkalischen Seite gehalten, und zwar zwischen ungefähr 8 und 9, um höhere Ausbeuten an dem quanternisiertem Polymeren zu erzielen. Die Reaktion ist nach mehreren Stunden zu Ende, und das Produkt kann in Lösung, wie es hergestellt worden ist, verwendet oder getrocknet werden. Wenn das quaternisierte Polymere in Lösung verwendet wird, dann kann der pH mit einer Säure, wie Salzsäure auf den Neutralpunkt eingestellt werden. Wenn das quaternisierte Polymere vor der Verwendung getrocknet wird, dann kann es entweder vor dem Trocknen oder vor der Verwendung, wenn es in Lösung gebracht wird, neutralisiert werden. Das alkalische Produkt verhält sich zufriedenstellend als elektrisch leitender Belag, aber das Polymere zeigt, wenn es nach der Quaternisierung neutralisiert worden ist, sogar noch bessere Leitungseigenschaften. The polyethyleneimine is reacted with a methylating agent such as methyl chloride by stirring the polymer and the methylating agent together at room temperature or elevated temperature. Temperatures between 40 and 8O ⁰ C are preferred. The pH of the reaction medium, which tends to drop, is preferably kept on the alkaline side, between about 8 and 9, in order to achieve higher yields of the quanternized polymer. The reaction is complete after several hours and the product can be used in solution as it was prepared or dried. If the quaternized polymer is used in solution, then the pH can be adjusted to neutral with an acid such as hydrochloric acid. If the quaternized polymer is dried before use, then it can be neutralized either before drying or before use if it is brought into solution. The alkaline product behaves satisfactorily as an electrically conductive coating, but the polymer, when neutralized after quaternization, shows even better conductive properties.

Es ist nicht unbedingt erforderlich, das Reaktionsmedium wie oben erwähnt auf einem pH zwischen ungefähr 8 und 9 zu halten; man kann also die Reaktion zwischen dem Polyäthylenimin und dem Methylierungsmittel ohne pH-Nachstellung vonstatten gehen lassen. Unter diesen Bedingungen fällt der pH vom natürlichen alkalischen Wert des Polyäthylenimins auf ungefähr neutral, und es kann dabei eine Quaternisierung von mindestens ungefähr 50% der im Polymeren verfügbaren Stickstoffatome erreicht werden.It is not absolutely necessary, as mentioned above, to adjust the pH to between to hold about 8 and 9; So you can see the reaction between the polyethyleneimine and the methylating agent Let it go without adjusting the pH. Under these conditions the pH drops from the natural one alkaline value of the polyethyleneimine to approximately neutral, and there can be a quaternization of at least about 50% of the nitrogen atoms available in the polymer are achieved.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung enthält es die elektrisch leitende Schicht in einer Menge von 0,227 bis 13,154 kg je Ries Papier.According to a further embodiment of the invention, it contains the electrically conductive layer in a quantity from 0.227 to 13.154 kg per ream of paper.

Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Papiers können die Polymere als kontinuierlicher Film auf das Papier durch Beschichten, Spritzen, Tauchen, Streichen oder durch irgendeine andere geeignete Aufbringart aufgetragen werden. Das quaternisierte Polymere wirdIn the production of the paper according to the invention, the polymers can be applied as a continuous film on the Paper by coating, spraying, dipping, painting or any other suitable means of application be applied. The quaternized polymer will

als Belag auf das Papier vorzugsweise in Form einer wäßrigen Dispersion oder Lösung aufgebracht Das beschichtete Papier wird dann getrocknet, um ein Produkt mit einer elektrisch leitenden Oberfläche darzustellen, die aus einem kontinuierlichen Film des quaternisierten Polyäthylenimins besteht Beispielsweise können die Standardbeschichtungsvorrichtungen, wie z.B. eine Streichmesserbeschichtungsvorrichtung, verwendet werden, wobei das beschichtete Papier mit Heizlampen getrocknet wird.applied as a coating to the paper, preferably in the form of an aqueous dispersion or solution Coated paper is then dried to give a product with an electrically conductive surface which consists of a continuous film of quaternized polyethyleneimine, for example the standard coating devices, such as a doctor blade coating device, can be used, the coated paper being dried with heating lamps.

Andere Polymere können in das quaternisierte Polyäthylenimin vor dem Aufbringen des Belags auf ein Papiersubstrat eingemischt werden. Ein Polymeres, wie Stärke, kann als Komponente des Belagansatzes verwendet werden, um ein Durchschlagen des elektrisch leitenden Polymeren zu verhindern, indem es letzteres auf der Oberfläche des Papiers festhält Obwohl die Verwendung eines Polymeren, wie Stärke, sehr wenig zu den elektrisch leitenden Eigenschaften des beschichteten Papiers beiträgt, kann es aus den oben angegebenen Gründen verwendet werden. Ein Belag aus Stärke und quaternisiertem Polyäthylenimin kann jeden Stärkeanteil bis zu einem Gewichtsverhältnis von ungefähr 1 :1 zum elektrisch leitenden Poiymer enthalten. In der Praxis wird bei der Herstellung einer bedruckten Oberfläche für ein elektrographisches Druckverfahren ein Belag aus einem photoleitenden Material, wie z. B. Zinkoxyd, über die elektrisch leitende Oberfläche, welche die erfindungsgemäßen elektrisch leitenden Polymere enthält aufgebracht.Other polymers can be incorporated into the quaternized polyethyleneimine prior to applying the coating to one Paper substrate are mixed in. A polymer such as starch can be used as a component of the base layer can be used to prevent breakdown of the electrically conductive polymer by removing the latter sticks to the surface of the paper Although the use of a polymer such as starch, very little Contributing to the electrically conductive properties of the coated paper, it can be from the above reasons given. A coating made of starch and quaternized polyethyleneimine can any amount of starch up to a weight ratio of approximately 1: 1 to the electrically conductive polymer contain. In practice, in the production of a printed surface for an electrographic Printing process a covering made of a photoconductive material, such as. B. zinc oxide, on the electrically conductive Surface which contains the electrically conductive polymers according to the invention applied.

Der Oberflächenwiderstand des beschichteten Papiers wurde hierbei durch ein Verfahren geprüft, das in »Standard Methods of Test for Insulation Resistance of Electrical Insulating Materials«, ASTM-Bezeichnung D 257-46, beschrieben istThe surface resistance of the coated paper was tested by a method described in "Standard Methods of Test for Insulation Resistance of Electrical Insulating Materials", ASTM designation D 257-46

example 1

In einem Reaktionsbehälter, der mit einem Rührer, einem Thermometer und einem Kühler ausgerüstet war, wurden 32^5 Gewichtsteile trockenes Polyäthylenimin mit einem Molekulargewicht von ungefähr 1200 mit 600 Gewichtsteilen Wasser gemischt. Die Temperatur der Lösung wurde auf 60 C angehoben, und hierauf wurde Methylchlorid durch die Lösung hindurchgeblasen. Während der gesamten Quaternisierungsreaktion wurde der pH, der zum Fallen neigt, durch Zusatz von wäßrigem Natriumhydroxyd zwischen ungefähr 8 und 9 gehalten. Nachdem ungefähr 80 Gewichtsteile Methylchlorid zur Lösung zugegeben worden waren, wurde die Quaternisierungsreaktion noch ungefähr weitere 10 Stunden fortgesetzt Das Reaktionsgemisch wurde dann unter Verwendung des allgemein bekannten Virtis-Unitrap-Apparates gefriergetrocknet; dabei wurden ungefähr 90 Gewichtsteile trockenes quaternisiertes Polyäthylenimin erhalten.In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer and a condenser, were 32 ^ 5 parts by weight of dry polyethyleneimine having a molecular weight of about 1200 by 600 Parts by weight of water mixed. The temperature of the solution was raised to 60.degree. C. and then was Bubbled methyl chloride through the solution. During the entire quaternization reaction was the pH, which tends to drop, is between about 8 and 9 by the addition of aqueous sodium hydroxide held. After about 80 parts by weight of methyl chloride was added to the solution, the Quaternization reaction continued for about another 10 hours. The reaction mixture then became freeze-dried using the well-known Virtis Unitrap apparatus; were about 90 parts by weight of dry quaternized polyethyleneimine are obtained.

Ein Teil des getrockneten quaternisierten Polyäthylenimins wurde in Wasser gelöst, so daß eine Belagsmasse mit 30% Feststoffgehalt erhalten wurde. Ein Blatt eines gebleichten Sulfatpapiers mit einem Grundgewicht von ungefähr 22,68 kg je Ries (500 Blätter mit 63,5 χ 96,5 cm) wurde auf einer Seite mit einem kontinuierlichen Film des Belags beschichtet, wobei ein Nr.-26-Meyer-Stab verwendet wurde, so daß ein Belaggewicht von ungefähr 3,76 kg je Ries erzielt würde. Das beschichtete Papier wurde dann durch Strahlungsenergie getrocknet, und hierauf wurden vier Testproben aus dem mit Polymer beschichteten Papier herausgeschnitten. Diese Testproben wurden in Luft mit einer relativen Feuchte von ungefähr 8% bei einer Temperatur von ungefähr 25° C während ungefähr 24 Stunden konditioniert Die Testproben wurden dann auf ihren Oberflächenwiderstand geprüft; die Proben zeigten einen durchschnittlichen Oberflächenwiderstand von 4,3 χ 10⁸ Ohm/cm². Das mit Polymer beschichtete Papier besaß eine elektrisch leitende Oberfläche, wie es sich für elektrographisches Drucken eignete.A portion of the dried quaternized polyethyleneimine was dissolved in water so that a covering material with a solids content of 30% was obtained. A sheet of bleached sulfate paper with a basis weight of approximately 22.68 kg per ream (500 sheets 63.5 χ 96.5 cm) was coated on one side with a continuous film of the covering, using a No. 26 Meyer- Rod was used so that a topping weight of approximately 3.76 kg per ream would be achieved. The coated paper was then dried by radiant energy and four test samples were then cut from the polymer coated paper. These test samples were conditioned in air with a relative humidity of about 8% at a temperature of about 25 ° C for about 24 hours. The test samples were then tested for surface resistance; the samples showed an average surface resistance of 4.3 χ 10 ⁸ ohm / cm ² . The polymer-coated paper had an electrically conductive surface suitable for electrographic printing.

Example 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt mit dem Unterschied, daß die 30% Feststoffe enthaltende quaternisierte Polyäthyleniminbelagmasse vor dem Aufbringen auf das Papier mit Salzsäure auf einen pH von 6,8 neutralisiert wurde. Das Papier wurde dann wie im Beispiel 1 mit ungefähr 2,72 kg Belagmasse je Ries beschichtet und getrocknet Vier Testproben wurden aus dem beschichteten Papier herausgeschnitten und inThe procedure of Example 1 was repeated except that the one containing 30% solids Quaternized Polyäthyleniminbelagmasse before application to the paper with hydrochloric acid to a pH of 6.8 was neutralized. The paper was then as in Example 1 with approximately 2.72 kg of covering mass per ream coated and dried Four test samples were cut from the coated paper and placed in

ähnlicher Weise wie im Beispiel 1 konditioniert. Wenn sie auf ihren Widerstand geprüft wurden, dann zeigten die mit dem Polymer beschichteten Proben einen durchschnittlichen Oberfiächenwiderstand von ungefähr 1,2 χ 10⁸ Ohm/cm². Das mit Polymer beschichtete Papier hatte eine elektrisch leitende Oberfläche, die sich für elektrographisches Drucken eignete.conditioned in a similar manner as in Example 1. When tested for resistance, the samples coated with the polymer showed an average surface resistance of approximately 1.2 10 ⁸ ohms / cm ² . The polymer coated paper had an electrically conductive surface suitable for electrographic printing.

Example 3

Beispiel 1 wurde wiederholt, um ein alkalisches Produkt herzustellen. Entsprechend den Feststellungen, daß ein weiteres Polymer dem quaternisierten Polyäthylenimin zugesetzt werden kann, um das leitende Polymer auf der Oberfläche des beschichteten Substrats zurückzuhalten, wodurch ein Durchschlagen des leitenden Polymers verhindert wird, wurde ein Stärke/quaternisiertes Polyäthylenimingemisch hergestellt. Als erstes wurde Kornstärke geliert, indem ein 15%iges (Gewicht) Stärke-Gemisch 15 Minuten bei 82° C gekocht wurde. Dann wurde eine Belagmasse hergestellt, die ein Gemisch aus 50 Gewichtsprozent gelierter Stärke und 50 Gewichtsprozent einer 15%igen Lösung des quaternisierten Polyäthylenimins in Wasser enthielt.Example 1 was repeated to produce an alkaline product. According to the findings, that a further polymer can be added to the quaternized polyethyleneimine to make the conductive Retain polymer on the surface of the coated substrate, thereby preventing breakdown of the conductive Polymer is prevented, a starch / quaternized polyethyleneimine blend was made. First Corn starch was gelled by boiling a 15% (weight) starch mixture at 82 ° C for 15 minutes. Then a covering mass was produced, which was a mixture of 50 percent by weight of gelled starch and Contained 50 percent by weight of a 15% solution of the quaternized polyethyleneimine in water.

Die Masse aus Stärke und quaternisiertem Polyäthylenimin wurde auf das Papier mit einem Belaggewicht von ungefähr 2,36 kg je Ries (ungefähr 1,18 kg elektrisch leitendes Polymer je Ries) aufgebracht und das beschichtete Papier wurde getrocknet, bei einer relativen Feuchte von 8% konditioniert jnd dann wie im Beispiel 1 getestet. Der durchschnittliche Oberflächenwiderstand der Testproben betrug ungefähr 1,8 χ 19⁹ Ohm/cm². Das beschichtete Papier entspricht den Standards der Industrie für die Verwendung in elektrographischen Druckverfahren.The mass of starch and quaternized polyethyleneimine was applied to the paper with a coating weight of approximately 2.36 kg per ream (approximately 1.18 kg of electrically conductive polymer per ream) and the coated paper was dried and conditioned at a relative humidity of 8% jnd then tested as in example 1. The average surface resistance of the test samples was approximately 1.8 19 ⁹ ohms / cm ² . The coated paper meets industry standards for use in electrographic printing processes.

Example 4

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, und die Testproben, die ein Belaggewicht von ungefähr 10,21 kg je Ries aufwiesen, wurden wie im Beispiel 1 getestet, nachdem sie in Luft mit einer relativen Feuchte von ungefähr 75% konditioniert worden waren. Der durchschnittliche Oberflächenwiderstand der Testproben betrug ungefähr 3,1 χ 10⁵ Ohm/cm².The procedure of Example 1 was repeated and the test samples, which had a lining weight of approximately 10.21 kg per ream, were tested as in Example 1 after being conditioned in air with a relative humidity of approximately 75%. The average surface resistance of the test samples was approximately 3.1 10 ⁵ ohms / cm ² .

Example 5

Das Verfahren von Beispiel 2 wurde wiederholt, und die Testproben, die ein Belaggewicht von ungefähr 5,67 kg je Ries aufwiesen, wurden wie im Beispiel 2 getestet, nachdem sie in Luft mit einer relativen Feuchte vonThe procedure of Example 2 was repeated and the test samples having a pad weight of approximately 5.67 kg per ream were tested as in Example 2 after they were in air with a relative humidity of

ungefähr 75% konditioniert worden waren. Der Oberflächenwiderstand der Testproben betrug ungefähr 3,1 χ 10⁵ Ohm/cm².approximately 75% had been conditioned. The surface resistance of the test samples was approximately 3.1 χ 10 ⁵ ohm / cm ² .

Example 6

Das Verfahren von Beispiel 3 wurde wiederholt und die Testproben, die mit ungefähr 3,36 kg Stärke/quaternisiertem Polyäthylenimin-Belag je Ries beschichtet worden waren (ungefähr 1,68 kg elektrisch leitendes Polymer je Ries), wurden wie im Beispiel 3 getestet, nachdem sie in Luft mit einer relativen Feuchte von ungefähr 75% konditioniert worden waren. Der durchschniuliche Oberflächenwiderstand der Testproben betrag ungefähr 7,0 χ 10⁵ Ohm/cm².The procedure of Example 3 was repeated and the test samples coated with approximately 3.36 kg of starch / quaternized polyethyleneimine coating per ream (approximately 1.68 kg of electrically conductive polymer per ream) were tested as in Example 3, after they had been conditioned in air with a relative humidity of about 75%. The average surface resistance of the test samples is approximately 7.0 χ 10 ⁵ ohm / cm ² .

Example 7

Das Verfahren von Beispiel 4 wurde wiederholt mit dem Unterschied, daß das verwendete Polyäthylenimin ein Molekulargewicht von ungefähr 40 000 bis 60 000 aufwies. Die Testproben wurden mit ungefähr 2,04 kg 'Belag je Ries beschichtet, getrocknet und in Luft mit einer relativen Feuchte von ungefähr 75% konditioniert und dann wie im Beispiel 4 getestet. Der durchschnittliche Oberflächenwiderstand der Testproben betrug ungefähr 5,0 χ 10⁵ Ohm/cm².The procedure of Example 4 was repeated with the difference that the polyethyleneimine used had a molecular weight of about 40,000 to 60,000. The test samples were coated with approximately 2.04 kg of covering per ream, dried and conditioned in air with a relative humidity of approximately 75% and then tested as in Example 4. The average surface resistance of the test samples was approximately 5.0 10 ⁵ ohm / cm ² .

Example 8

Das Verfahren von Beispiel 5 wurde wiederholt, mit dem Unterschied, daß das verwendete Polyäthylenimin ein Molekulargewicht von ungefähr 40 000 bis 60 000 aufwies. Die Testproben wurden mit ungefähr 1,18 kg Belagmasse je Ries beschichtet, getrocknet und in Luft mit einer relativen Feuchte von ungefähr 75% konditioniert und dann wie im Beispiel 5 getestet. Der durchschniuliche Oberflächenwiderstand der Testproben betrug ungefähr 5,0 χ 10⁵ Ohm/cm².The procedure of Example 5 was repeated except that the polyethyleneimine used had a molecular weight of about 40,000 to 60,000. The test samples were coated with approximately 1.18 kg of covering mass per ream, dried and conditioned in air with a relative humidity of approximately 75% and then tested as in Example 5. The average surface resistance of the test samples was approximately 5.0 χ 10 ⁵ ohm / cm ² .

Example 9

Ein Reaktionsbehälter, der mit einem Rührer, einem Thermometer und einera Kühler ausgerüstet war, wurde mit 64,5 Gewichtsteilen einer 50%igen Wasserlösung von Polyäthylenimin (32,25 Teile Polyäthylenimin), das ein Molekulargewicht von ungefähr 1200 aufwies, beschickt. Nach Zusatz weiierer 500 Gewichtsteile Wasser wurde die Temperatur unter Rühren aufA reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer and a condenser became with 64.5 parts by weight of a 50% water solution of polyethyleneimine (32.25 parts of polyethyleneimine), the having a molecular weight of about 1200. After adding another 500 parts by weight Water was raised to the temperature with stirring

ίο ungefähr 70°C angehoben, und wurde Methylchlorid durch die Lösung hindurchgeblasen. Nach ungefähr 3'/2 Stunden waren annähernd 40 Gewichtsteile Methylchlorid zugesetzt worden, und der pH des Reaktionsmediums war während der Alkylierungsreaktion von ungefähr 9,4 auf 6,9 gefallen. Das Reaktionsgemisch wurde dann gefriergetrocknet, und es wurden ungefähr 58 Gewichtsteile trockenes quaternisiertes Polyäthylenimin erhalten.
Es wurde eine Belagmasse mit einer Feststoffkonzentration von 50% hergestellt, die aus dem quaternisierten Polyäthylenimin in Wasser bestand. Papier mit einem Basisgewicht von 22,68 kg wurde mit 13,15 kg Belagmasse je Ries beschichtet und dann getrocknet. Aus dem Papier wurden vier Testproben herausgeschnitten und bei ungefähr 11% relativer Feuchte und ungefähr 25° C konditioniert Wenn die Proben getestet wurden, dann zeigten sie einen durchschnittlichen Oberflächenwiderstand von ungefähr 3,5 χ ΙΟ⁸ Ohm/ein². Das mit Polymer beschichtete Papier entsprach den Standards der Industrie für die Verwendung in elektrographischen Druckverfahren.ίο Raised about 70 ° C, and methyl chloride was bubbled through the solution. After about 3½ hours, approximately 40 parts by weight of methyl chloride had been added and the pH of the reaction medium had dropped from about 9.4 to 6.9 during the alkylation reaction. The reaction mixture was then freeze dried to give approximately 58 parts by weight of dry quaternized polyethyleneimine.
A covering mass with a solids concentration of 50% was produced, which consisted of the quaternized polyethyleneimine in water. Paper with a basis weight of 22.68 kg was coated with 13.15 kg of covering mass per ream and then dried. Four test samples were cut from the paper and conditioned at approximately 11% relative humidity and approximately 25 ° C. When the samples were tested, they showed an average surface resistance of approximately 3.5 ⁸ ohms / in ² . The polymer coated paper met industry standards for use in electrographic printing processes.

Aus all den obigen Beispielen geht hervor, daß Polyäthylenimine mit einem Molekulargewicht im Bereich von ungefähr 1200 bis 100 000 quaternisiert werden können, um quaternisierte Polyäthyleniminammoniumverbindungen herzustellen, die als Beläge verwendet werden können, um Papier eine gute elektrische Leitfähigkeit zu verleihen.From all of the above examples it can be seen that polyethyleneimines with a molecular weight im Range from about 1200 to 100,000 quaternized to quaternized polyethyleneimine ammonium compounds that can be used as coverings to give paper good electrical conductivity.

Claims

Patent claims:

1. paper with an electrically conductive surface layer, the one polymeric quaternary compound - and optionally up to 50 percent by weight Starch - contains, characterized in that the quaternary compound consists of a quaternized prepared by reacting polyethyleneimine with a methylating agent Polyethyleneimine consists and at least 100 units of the formula