DE2249078A1 - Elektroleitfaehiger ueberzug, elektrostatografischer kopierbogen, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektroleitfähigen Überzug, einen elektrostatografischen Kopierbogen, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung. Insbesondere betrifft die Erfindung einen elektroleitfähigen Überzug, der eine Kombination eines organischen filmbildenden Polymeren und gewisser monomerer quaternärer Jüamoniumverbindungen mit niedrigem Molekulargewicht umfaßt, einen elektrostatografischen Kopierbogen, der eine Kombination einer leitfähigen Schicht, in der der elektroleitfähige Überzug enthalten ist und einer Druckschicht, bestehend aus einem dielektrischen oder fotoleitfähigen Material umfaßt, sowie Verfahren zur Herstellung und Verwendung dieses elektroleitfähigen Überzugs und des elektrostatografischen Kopierbogens»

3Ö§81S/113S

Elektroleitfähige Überzüge haben in der modernen Technologie ein weites Anwendungsgebiet gefunden. Sie werden in elektrostatografischen Kopierbögen, wie elektrografischen und elektrofotografischen Kopierbögen verwendet und werden dazu verwendet, Geweben, Teppichen u.dgl. antistatische Charakteristiken zu verleihen sowie auch für andere Anwendungsbereiche, wo eine elektrischeLeitfähigkeit lur eine ansonsten nichtleitende Oberfläche gewünscht wird.

Beim elektrostatografischen Kopieren wird ein elektrostatisches Ladungsmuster erzeugt, das dem gewünschten herzustellenden Bild entspricht. Das Ladungsmuster wird auf einen geeigneten elektrostatografischen Kopierbogen aufgebracht, der fähig ist, die Ladung lange genug zu halten, um eine Entwicklung des Musters zurück zu einem sichtbaren Bild zu ermöglichen. Diese Entwicklung besteht gewöhnlich darin, geeignet geladene Pigmentteilchen auf die geladene Oberfläche des Kopierbogens aufzutragen, gefolgt von einer permanenten Fixierung dieser Teilchen auf dem Bogen.

Beim elektrografischen Kopieren schließt der Kopierbogen eine elektroleitfähige Schicht in Kombination mit einer dielektrischen, die Ladung haltenden Schicht ein. Bei der Verwendung wird der Kopierbogen mit einem elektrostatischen Ladungsmuster beladen, das dem gewünschten, zu erzeugenden Bild entspricht, worauf eine geeignete Entwicklung erfolgt. Beim elektrofotografischen Kopieren wird ein Kopierbogen verwendet, der eine fotoleitfähige Schicht in Kombination mit einer elektroleitfähigen Schicht umfaßt. Die fotoleitfähige Schicht besitzt die Fähigkeit, eine elektrostatische Ladung in der Dunkelheit zu halten und anschließend einen Teil dieser Ladung Je nach der Menge des sichtbaren

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Lichts, das auf die geladene Oberfläche projiziert wird,

entweichen zu lassen. Bei der Anwendung ist die fotoleitfähige Schicht in der Dunkelheit gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen, das zu kopierende sichtbare Bild wird auf die geladene Oberfläche projiziert und schließlich wird das resultierende latente elektrostatische Bild unter Verwendung geeigneter geladener Pigmentteilchen entwickelt.

Beide beschriebenen elektrostatografischen Kopiersysteme, das elektrografische und das elektrofotografische Kopiersystem erfordern einen Kopierbogen mit einer elektroleitfähigen Schicht. Diese Schicht muß eine angemessene elektrische Leitfähigkeit besitzen, besonders bei niedrigen relativen Peuchtigkeitsbedingungen der Umgebung» Gewöhrlieh, wird bei einem elektrostatografischen Kopierbogen eine -Papierbogengrundlage.mit elektroleitfähigem Material beschichtet oder imprägniert und enthält die leitfähige Schicht» Das leitfähige Papier wird anschließend mit einem nachträglichen dielektrischen oder fotoleitfähigen Üb-..;: g ausgestattet, je nachdem für welche Kopierart der Bogen bestimmt ist. Auf jeden Fall muß zur Erzeugung guter Kopien die Papiergrundl.age eine angemessene elektrische Leitfähigkeit in einem weiten Bereich der relativen Feuchtigkeitsbedingungen der Umgebung, geeignete · Grenzeigenschaften, um die Ver unreinigung einer Schicht mit den Komponenten, die in anderen Schichten verwendet werden oder mit den Lösungsmitteln oder Trägern, die zur Aufbringung der anderen Schichten verwendet werden, zu verhindern und geeignete Aufroll- bzw. Aufwerfcharakteristika sowohl während als auch nach der Verarbeitung besitzen, um ein Blockieren der Kopiermaschine zu vermeiden und um der endgültigen Kopie ein annehmbares Aussehen zu verleihen.

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Um diesen Erfordernissen zu genügen, wurden Papiergrundlagen bisher auf verschiedenste Weise, gewöhnlich in mehreren Stufen, behandelt. Leime und ittllstoffe werden oft zu dem Papier gefügt, entweder bei seiner Herstellung durch Einarbeiten in die Pulpenzusätze, auf einer Papiermaschine mittels einer Leimpresse oder nach der Herstellung mit einem Abziehmesssr (trailing blade) oder einem Beschichter anderer Art. Abgrenzende und leitfähige Zusätze können ebenfalls während der Herstellung des Papiers mittels einer Leimpresse zugesetzt werden oder nach der Herstellung mit einem Abziehmesser oder einer anderen Art von Beschichter aufgetragen werden. Die elektrostatografische Druckschicht wird gewöhnlich nachfolgend auf die Papierherstellung, im allgemeinen mittels eines umkehrwalzenbeschichters oder einer anderen geeigneten BeSchichtungsvorrichtung zugefügt.

Als leitfähige Schichten wurden im allgemeinen drei Arten verwendet; solche, in die übliche Leiter, wie Metallfolien und Kohlenstoffteilchen eingearbeitet sind, solche in die anorganische Elektrolyse, wie Metallsalze, häufig in Verbindung mit Anfeuchtern, um die Leitfähigkeit bei geringen relativen Feuchtigkeiten zu verbessern, eingearbeitet sind, und solche, in die Organische Elektrolyse, wie leitfähige Polymere eingearbeitet sind. Wenn die Leitfähigkeit durch Metallfolien oder Kohlenstoffteilchen erzielt wird, so ist dies kostspielig und natürlich problematisch hinsichtlich der erwünschten Erzeugung eines reinen, weißen Bogens.

Wird die Leitfähigkeit durch die Verwendung von anorganischen Salzen, selbst mit Anfeuchtern erzielt, so neigt die Leitfähigkeit dazu, bei niedrigen Feuchtigkeitsgraden trotz der Anfeuchter scharf abzufallen und so behandelte Papiere ten-

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dieren dahin, bei hohen relativen Feuchtigkeiten schlaff:, und feucht zu werden. Die anorganischen Salze müssen in Kombination mit Grenzmaterialien verwendet werden, um sie daran zu hindern, in die nachträglich aufgebrachte elektrostatografische Druckschicht zu wandern und damit ihre dielektrischen Eigenschaften zu verändern. Dabei ist es äußerst schwierig ein befriedigendes abgrenzendes Material zu finden, das nicht von der leitfähigen Formulierung durch das Salz ausgefällt wird.

Die beste Annäherung an die Leitfähigkeit scheint die Verwendung von organischen polymeren Elektrolyten zu sein,- da diese Materialien so geschaffen sein köntien, daß sie gute Leitfähigkeiten bei niedrigen Feuchtigkeitsgraden ergeben und günstige bis gute Abgrenzungseigenschaften besitzen. Die mit der Verwendung von polymeren Elektrolyten verbundenen Hauptprobleme waren ihre höhen Kosten und ihre Neigung, eine gewisse Wanderung des leitfähigen Materials in die nachträglich aufgebrachten dielektrischen Überzüge während einer längeren Lagerung zu gestatten. Versuche, die abgrenzenden Eigenschaften von leitfähigen Formulierungen, in die diese organischen polymeren Elektrolyten eingearbeitet, sind, durch Einbringen von üblichen organischen filmbildenden polymeren abgrenzenden Materialien in die Formulierungen, zu verbessern, führten oft zu Fehlschlagen, wegen der Ausfällung des Elektrolyten und/oder Grenzmaterials. Die meisten organischen Elektrolyten sind polymere quaternäre Ammoniumverbindungen mit relativ hohem Molekulargewicht, vgl. z.B. die US-Patentschriften 3 011 918 und 3 288 770. Es ist bekannt, das monomere quaternäre Ammoniumverbindungen, die relativ langkettige Reste enthalten, Leitereigenschaften besitzen, vgl. z.B. die US-Patentschriften 3 04-8 ^39 und 3 14-1 905. Im Vergleich mit den

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polymeren quaternären Ammoniumverbindungen wurden sie jedoch zur Anwendung für das elektrostatografische Kopieren wegen der relativ geringeren Leitfähigkeit, als von geringem Wert betrachtet, vgl. z.B. Vaurio und Fird, TAPPI, Dezember 1964, Band 47, No. 12, Seiten 163A bis 165A.

Kombinationen von organ!., ien filmbildenden Polymeren mit Ammoniumverbindungen wurden in Überzugsformulierungen verwendet, jedoch nicht zur Herstellung eines verbesserten elektroleitfähigen Überzugs. Die US-Patentschrift 2 003 960 lehrt die Verwendung von Cholinchlorid mit Stärke oder Kautschuk zur Herstellung einer verbesserten Druckpaste für Küpenfarben. Die US-Patentschrift 2 984 639 lehrt die Herstellung von wasserunlöslichen keimtötenden Zusammensetzungen durch Umsetzung gewisser monomerer quaternärer Ammoniumverbindungen mit einer Vielzahl von synthetischen Polymeren einschließlich Styrol-Maleinsäüre-Copolymeren. Die US-Patentschrift 3 428 485 lehrt die Beschichtung von Papier mit einem Ammoniumsalζ eines speziellen Polycarbonsäureanhydrid Mischpolymeren in Kombination mit Stärke oder e.iweißartigen Materialien, um die Widerstandsfähigkeit des behandelten Papiers gegen Feuchtigkeit, Tinte, Milchsäure und Nahrungsmittelsäfte zu verbessern.

Diese und andere Probleme wurden durch die erfindungsgemäße Bereitstellung einesverbesserten elektroleitfähigen Überzugs und einer-Formulierung gelöst, die eine Kombination von i einem organischen filmbildenden Polymeren und ii einer monomeren quaternären Ammoniumverbindung, dargestellt durch die Formel

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1
wobei E einen der Reste

H
j

-, H₂C - CHCHp-, oder CH₅CHCH₂-, bedeutet,

11
R CH₅,- oder CH^CHp- bedeutet, A eine der positiven ganzen Zahlen, 1, 2 oder 3 darstellt und B ein Chlorid-, Fluorid oder Bromidanion bedeutet» Die vorstehend definier ten monomeren quaternären Ammoniumsalze mit niedrigem Molekulargewicht, mit Resten, die jeweils höchstens drei Kohlen stoff atome enthalten, haben sich als verträglich (sie verursachen keine Ausfällung) mit allen getesteten organischen fumbildenden polymeren Grenzmaterialien erwiesen.

Die Verwendung von quaternären Ammoniumverbindungen der vorstehenden Formel, in Verbindung mit einem organischen filmbildenden polymeren Abgrenzungsmaterial? besitzt im Vergleich mit bekannten Materialien die folgenden Vorteile. Hohe Leitfähigkeiten können selbst bei niedrigen relativen Feuchtigkeiten erzielt werden. Laterale Oberflächenwiderstände die bei

7
niedrigen Werten wie 1 χ 10' Ohm, gernesjo-i unter Verwendung einer Kiethley Ringapparatur, liegen, wurden bei relativen Feuchtigkeiten von 15% und weniger erzielt» Die Kosten der neuen Überzüge, bezogen auf gleiche beschichtete Fläche, liegen wesentlich niedriger als die Kosten von Überzügen, die unter Verwendung von üblichen leitfähigen Polymeren eine äquivalente Leitfähigkeit aufweisen. Die neuen Überzüge haben verbesserte Abgrenzungseigenschaften, die die Verunreinigung von benachbarten Schichten durch Wanderungsund Eindringungsvorgänge vermindern.

Die verbesserten elektroleitiahigen Überzüge können in der elektroleitfähigen Schicht eines verbesserten elektrostatografischen Kopierbogens Verwendung finden. Insbesondere werden diese Überzüge dazu verwendet, eine Bogengrimdlage,

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die nachträglich mit einer geeigneten dielektrischen oder fotoleitfähigen Druckschicht versehen wird, leitfähig zu machen.

Die monomeren quaternären Ammoniumverbindungen, die erfindungsgemäß Verwendung'finden können, können durch die Formel

I ι

- ν - r;; .v Ib

1
dargestellt werden, worin R einen Rest aus der Gruppe

O OH

/ \ I n

HOCH₂CH₂-, H₂C - CHCH₂-, und CH₅CHCH₂- darstellt» 1 ein CH,-, oder CH,CH₂-Rest ist, A eine der positiven ganzen Zahlen 1,2 oder 3 ist und B ein Chlorid-, Fluor!d~ oder Bromidanion darstellt. Beispiele für geeignete Verbindungen sind Cholinchlorid, Glycidyl-trimethylaiiftoniumchlorid, 2-Hydroxypropyltrimethyl-ammoniumchlorid, Methyltris-(hydroxyäthyt>-ammoniumchlorid und Dimethyl-dihydroxyäthylammoniumchlorid. Die bevorzugte Verbindung ist Cholinchlorid. Anstelle der in der vorstehenden Formel vorgeschlagenen Chlorid-Bromid- und Ruoridananionen können mit einem gewissen Leitfähigkeitsverlust Sulfat,Carbonat, Acetat, Nitrat und anderere Anionen verwendet werden, Das bevorzugte Anion ist das Chlorid.

Geeignete organische filmbildende Polymere zur Anwendung gemäß der vorliegenden Erfindung sind Polymere von Styrol und Maleinsäure, den sauren Salzen und Estern} Polymere von Vinylacetat und Maleinsäure, den sauren Salzen und Estern; Polymere von Polyvinyl-methyläther und Maleinsäure, den sauren Salzen und Estern; Polymere von Butadien und

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Maleinsäure, den sauren Salzen und Estern; Polyvinylalkohole Polyvinylacetate; Stärken; Proteine; Kautschuk bzw. Gummi} Kaseinä; Alginate; Jfellulose-Polymere; Styrol-Butadien-Copolymere; Polyamino und quaternäre ammoniumpolymere; Polyphosphat- und Polyphosphonium-Polymere; Polysulfat- und Polysulfonium-Polymere; Polyvinylpyrrolidone; Polyäthylene; Polypropylene; Polyvinylchloride $ Polystyrole; Polyamide; Ithylen-Vinylacetat-Polymere und Polyacryl--Polymere. Unter den bevorzugten Polymeren können die vorstehend aufgeführten Polymeren von Maleinsäure, deren sauren Salzen und Estern genannt werden. Ein anderes bevorzugtes organisches fumbildendes Polymeres ist Protein.

Es können sowohl hydrophile als auch hydrophobe Polymere verwendet werden, obwohl die erstgenannten bevorzugt sind, da die meisten der gegenwärtigen leitfähigen Beschichtungsformulierungen in Form von ^rässrigen Systemen aufgetragen werden und auch weil sie Feuchtigkeit in den leitfähigen Überzügen zurückhalten und somit ihre Leitfähigkeit erhöhen. Hydrophobe Polymere können in leitfähigen Formulierungen v'oji Emulsionssystemen verwendet werden, wenn das Polymere emulgiert werden kann. In einigen Fällen können sie auch mit der quaternären Ammoniumverbindung vermählen werden und anschließend durch Extrusion auf einen Bogen des Basismaterials, wie Papier, aufgeschichtet werden«=

Spezielle Beispiele für organische filmbildende Polymere, die zur Anwendung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen Lytron 897 und 898 (Warenzeichen), Polyvinylacetat-Maleinsäureanhydridcopolymere, hergestellt von der Monsanto Chemical Co.5 Gantrez AN I39, AN 149 und AN 169 (Warenzeichen), Polyvinylmethyläther-Maleinsäureanhydrid,

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hergestellt von der General Aniline Film Corp.; SMA-1OOOA und 5000 A (Warenzeichen), Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymere, hergestellt von Arco Chemical Co.; Maidene 631 und 286 (Warenzeichen),Butadien-Maleinsäureanhydrid-Copolymere, hergestellt von Borg Warner Corp.; CMC R-75""XL (Warenzeichen, CarboxymethylZellulose, hergestellt von E.I.duPont Co.; Lemol 60-98 (Warenzeichen), hergestellt von Borden Chemical Co und Elvariol 72-60 und 73-125 (Warenzeichen), hergestellt von E.I. duPont Co., Polyvinylalkohole; Deltaprotein (Warenzeichen) hergestellt von Central Soya Co.; Prokote (Warenzeichen), hergestellt von Ralston-Purina, ein anderes Protein; Kofilm 80 (Warenzeichen) hergestellt von National Starch Co., eine Stärke; Kymene 557 (Warenzeichen), hergestellt von Hercules Powder Co., ein Polyamid-Epichlorhydrin-Harz; Polyvinyl-pyrollidon; Dow Latex 630 (Warenzeichen), ein Styrol-Butadien-Copolymeres; Scriptset 5^0 (Warenzeichen)·, hergestellt von Monsanto Chemical Co., der Halbester von PoIystyrol-Polymaleinsäureanhydrid; Scriptset 500 (Warenzeichen), hergestellt von der Monsanto Chemical Co., das di-Natriumsalz von Polystyrol-Polyinaleinsäureanhydrid; und K-15 (Warenzeichen), Polyvinylpyrrolidon , hergestellt von General Aniline und Film Co.

Andere polymere Materialien, die verwendet werden können umfassen: Proteine, wie Soya-Protein, tierische Leime (animal glue), Gelatine, Zein und Kasein; Gummis wie Carrageen, Guar, Jaquar, Traganth» indischer Traganth (Karaya) und Johannisbrotkerngummi (locust bean gum); Stärken wie von Mais, Kartoffeln, Zuckerrüben und Tapioca sowie die Dextrine bzw. Stärkegummis; Alginate wie Agar und Algin; Zellulose-polymere wie phosphorylierte Zellulose, Methylzellulose, Äthylzellulose, .

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-ii- · 22 M ΊΟ? ff

2-Hydroxyäthyl-Zellulose, 2-Bydroxypropylr- cellulose und Carboxymethylzellulose; eine Polyaminoverbindung, wie Poly-2-(dimethylamino)-äthylmethacrylat» ein quaternäres Ammoniummäterial, wie Vinyl-benzyl-trimethyl-Ammoniumchlorids eine Polyphosphatverbindung, wie Polyvinylphosphonsäure und/oder deren Salz; eine Polyphosphoniumverbindung wie Polyglycidal-tributyl-phosphoniumchlorid', eine Polysulfatverbindung wie Poly-Natrium-p-styrolsulfonat; und eine Polysulfoniumverbindung wie Poly-(2-acryloxyäthyl)--öimethyl~sulfonium-chlorid*

Der hierin verwendete Ausdruck, "filmbildendes Polymeres" soll ein Polymeres bezeichnen, das dazu geeignet ist, im wesentlichen ohne Zusatzstoffe zu einem kontinuierlichen selbsttragenden PiIm geformt zu werden. Der Ausdruck soll nicht anzeigen, daß ein derartiger Film tatsächlich in dem erfindungsgemäßen elektroleitfähigen Überzug gebildet wird, sondern lediglich, daß das Polymere selbst die Fähigkeit besitzt, zu einem derartigen Film geformt zu werden.

Füllstoffe, Streckmittel, Glanzzusätze und andere Materialien können den erfindungsgemäßen elektroleitfähigen Überzügen zugesetzt werden. Einige geeignete Materialien, die einer oder der anderen dieser Kategorien zuzuordnen sind, umfassen Ton, Kalziumcarbonat, Titandioxid, Zinkoxid, Siliciumdioxide und gefärbte Pigmente wie Chromgelb.

Die erfindungsgemäßen elektroleitfähigen Überzüge können wie folgt formuliert werden: quaternäres Ammoniumsalz, 5-95 Gew.~% vorzugsweise 20-50 Gew.-%; filmbildendes Polymeres, 5-95 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 50 Gew.-%; Streckmittel, Füllstoffe,

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Pigment, 0-60 Gew.-%,vorzugsweise 20-50 Gew.-^.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung, ohne sie zu beschränken.

Beispiel 1

Eine Uberzugsmischung wurde aus 3»80 Teilen Microvelva-L Talk (International Tale, Inc.), 1,25 Teilen Elvanol 72-60 Polyvinylalkohol (duPont), 6,85 Teilen Cholinchlorid und 38,1 Teilen Wasser hergestellt. Der Talk wurde zuerst in einem Teil des Wassers dispergiert, worauf eine 10%ige Lösung des Polyvinylalkohole und anschließend das Cholinchlorid eingemischt wurden. Die glatte, mäßig viskose Mischung (Typ A) wurde in einer Menge von 0,799 kg pro 307 qm (1,76 lbs. pro 330Osq.ft.) auf einen Papierrohstoff fürKopiergrundlagen (CC Base A, Weyerhaeuser Co.) mit einem Laboratoriumsabstreichmesser aufgetragen. Die beschichteten Bögen wurden in einer photografischen Trocknungsvorrichtung getrocknet und anschließend bei einer relativen Feuchtigkeit von 10% bei 25 °C konditioniert. Unter diesen Bedingungen hatten sie einen spezifischen lateralen Oberflächenwiderstand von 5 x 10 Ohm«

Ähnlich beschichtete Papiere wurden aus einer Formulierung von 3,80 Teilen Talk, 1,25 Teilen Elvanol 72-60, 6,85 Teilen Dow 2611.25 leitfähiges polymeres Vinylbenzyl-quaternäres Ammoniumharz und 38,1 Teilen Wasser hergestellt (Typ B). Diese Bögen sowie Bögen des nicht beschichteten Rohstoffes wurden ebenfalls wie vorstehend konditioniert. (Die spezifischen Oberflächenwiderstände aller dieser Papiere wurden bei 100 V unter Verwendung eines Keithley 610 C Elektrometers und 6105 Widerstandselektroden gemessen). Die be-

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schichteten Bögen hatten einen lateralen spezifischen

Widersband von 4 χ 10 Ohm, wohingegen bei den nicht

14 beschichbeten Rohstoffen mehr als 1 χ 10 Ohm gemessen wurden; beide Messungen erfolgten bei einer relativen Feuchtigkeit von 10%.

Nach 24-stündigem Stehen wurden beide Mischungen A und B glatt und leicht verntreichbar. Eine gleiche Formulierung, in der das Cholinchlorid durch Tetramethylammoniumchlorid ersetzt vairde, wurde nach 2-stündigem Stehen wellig und klumpig. Die Formulierungen A. und B stellen daher "verträgliche" Mischungen dar, wohingegen die Tetramethylammoniumchlorid-Formulierung "nicht verträglich" ist.

Später wurde eine andere Formulierung, ähnlich der des Typs A hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Elvanol 72-60·(das organische filmbildende Polymere) weggelassen wurde und die Talkmenge auf 5»05 Teile angehoben-wurde« Die resultierende Formulierung mit geringer Viskosität wurde in einer Menge von 0,7^8 kg pro 307 qm .(1,65 lbs pro 3300 sq.ft.) auf den Papierrohstoff aufgeschichtet und bei einer relativen Feuchtigkeit von 10% konditioniert. Der later~ale spezifische

11 Oberflächenwiderstand wurde anschließend mit 1,6 χ 10 0hm gemessen, was einen beträchtlich höheren Wert als den für die Formulierung des Typs A gemessenen darstellt»

Beispiel 2

Zwanzig Teile Protein (Prokote, Ralston-Purina) wurden langsam unter Rühren zu 72 Teilen Wasser gefügt. Die Disperson wurde anschließend auf 63 °G erwärmt und 10 Minuten gerührt; dann wurden 3i5 Teile Triäthanolamin gefolgt von 28,6 Teilen einer 70%igen Lösung von Cholinchlorid und.

-i U <) Ö I 5 /11:) 6

112 Teilen Wasser i'.ugenetzt. Nach dom Abkühlen auf ^lV'5 °G beb rug die Brook Γ ie ld-Viskosität; 200 epr» bei 35% Gesamtfesb-sboffen. ELn mit; einem Aufsbreichmesser aufgebragener (!bor zug von 0,68 kg/ KY/ qm (1,5 lbs/5300 ft²) mini« auf Jede iJoibe einen "Bane A"--Rohsbof fs aufgebrachb. Die spezifischen Oberf läc-henwidersbände bei einer relativen Keuchb igkeib von \[Υ/ό und ?Jj °0, gemessen wie in Beispiel 1, bobriigen ;'> x. 10 Ohm-cm (Draht- bzv/. iJiebsoito) und 4,'I- >c 10 Ohm-cm (FiΙν,ν,αi te). Das Eindringen von Lösungsmittel, wurde durch Aufbringen eines großen Tropfens Toluol, der einen Karbsi.off enbtiielb, auf die Papieroberfläche, Abwischen des tibersehuiiiJüfJ nach K) bekunden umL Vergleich des Farbmusters auf der'gegenüberL legenden üeifce mib einer Reihe von »Jtandai'dwerben gernennen. Auf der Drahbseibe wurde ein 70%iger> Eindringen und auf der Filzseibe ein 25/»iges Eindringen gefundon. Ein handelsüblicher, mit einem leibfähigen Überzug beschichteter Papierrohsboff ''CC Base A" , der gleichzeitig gebeutet wurde, zeigte ein 80%iges Eindringen den Lösungsmittels auf der Drahbneite und ein 30%igen Eindringen dos Lösungsmibbeln auf der Pilzseibe.

Beispiel 5.

57 Teile Sbärke (Kofilm 80, National Starch Co.), anschließend 164 g Choiinchlorid und 10 g ^tO^iges Glyoxal wurden zu 101g Wasser gefügt. Die Mischung wurde auf einem Dampfbad eine Stunde bei 80 bis 87 ⁰C gerührt. 40 Teile Talk (Microvelva L) wurden mit 116 g der vorstehenden Mischung und 17 g Wasser vermischb. Diese Formulierung wurde mib dem Laboraborlums-Aufsbreichmesser auf einen "Base A"-Rohstoff in einer Menge von 0,193 kg/307 qm (2,1 lbs. pro 3300 ft²) aufgesbriehen. Mach einer Kondibionierung über Nacht bei

) 0 fl fi 1 S / I I ) (j

einer relativen Feuchtigkeit von 15% und 25 0 wurde der spezifische Oberflächenwiderstand, wie in Beispiel 1 gemessen, wobei sich ein Wert von 4 χ 10 Ohm-cm ergab.

Beispiel 4

Die beschichteten, lei^fähigen Papiergrundlagen, hergestellt in den Beispielen 1A, 2 und 3 wurden mit a)einem fotoleitfähigen Überzug, bestehend aus 200 Teilen Zinkoxid (Photox 80, The New Je,rsey Zinc Co.), 59,6 Teilen DeSoto 041 Binderharz (De-Soto, Inc.), 115'Teilen Toluol als Lösungsmittel und 4,2 ml einer farbstoff-sensibilisierten Lösung (100 ppm Fluorescein-Natriumsalz in Methanol) in einer Menge von 8,16 kg pro 307 qm (18 pounds per-33OOsqare feet) oder b) mit einem dielektrischen Überzug, ■ bestehend aus 200 Teilen Stein Hall 1622 (Stein Hall Co.) Binderharz, 100 Teilen Superlith XXXN Pigment (C.J.Osborn Co.) und 96 Teilen Toluol beschichtet; diese Bestandteile wurden in einer Kugelmühle gemahlen und anschließend auf die Papiergrundlage in einer Menge von 3,18 kg/307 qm (7 lbs. per -3300 square feet) aufgetragen.

Die mit dem fotoleitfähigen Überzug beschichteten Papiere ergaben gute Kopien, wenn sie in einem SCH Copystat 44 sowohl bei 20%iger als auch bei 50%iger relativer Feuchtigkeit verwendet wurden. Die dielektrisch überzogenen Papiere wurden in einem Testgerät für elektrostatische Papiere (Victoreen Instrument Co.) getestet und zeigten eine Ladungsaufnahmefähigkeit über 200 V sowie zufriedenstellende Spannungsabfallraten, was anzeigt, daß zufriedenstellende elektrografisch^ Kopien unter Verwendung dieser Papiere angefertigt werden können.

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Beispiel 5

5 g Scriptset 540, ein Teil-ester von Polystyrol-Maleinsäure, hergestellt von der Monsanto Chemical Co., wird in 77 g Wasser aufgeschlämmt. 28%iges Ammoniumhydroxid wird zugesetzt, um den PH-Wert auf 9»0 zu bringen und das Scriptset 540 zu lösen. Zu der erhaltenen Lösung wird eine 70%ige Lösung von Cholinchlorid, hergestellt von der Nopco Chemical, gefügt.

Ein gebleichter Sulfit-Kraftpapierbogen von 18,1 kg/307 qm (40 lbs/3300 ft²) mit einer Dichte von 100-200 vor dem Leimpressen,wurde leimgepreßt, wobei sich eine Aufnahme von trockenem Gesamtfeststoff von 0,862 kg/307 qm (1,9 lbs/3300 ft ) ergab. Nach dem Leimpressen hatte das getrocknete Papier eine Dichte von 6925 (bestimmt mit einem "Mercury-Densometer") und sein, mit einem Keithley-Elektrometer, unter Verwendung eines Kethley-Ringes gemessener Widerstand nach 24—stündigem Konditionieren bei

12 einer relativen Feuchtigkeit von 15% betrug 2,Ox. 10 Ohm.

Bei einer relativen Feuchtigkeit von 50% betrug der

spezifische Oberflächenwiderstand 3»8 χ 10 Ohm.

Beispiel 6

Es wurden folgende weitere Formulierungen untersucht:

1 2 3

Scriptset 540 7 2.5 1

Cholinchlorid (70%) 3 7,5 5

Wasser 110 40.0 15-7

Ammoniumhydroxid (28%) * * *

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* Ammoniumhydroxid wurde in einer ausreichenden Menge zugesetzt, um einen PH-Wert von 9»0-9,5 zu ergeben.

Ein gebleichtes Sulfit-Kraftpapier von 18,1 kg (40 Ib) mit einer Dichte vor dem Leimpressen von 100^-200 wurde

leimgepreßt, wobei eine Aufnahme von 0,68-1,36 kg/307 (1,5-3,0 lbs/3300 ft²) als trockenem Feststoff erfolgte. Nach dem Leimpressen hatten die vorstehenden Papiere die folgenden Eigenschaften:

Dichte

Keithley-Oberfläche spez. Widerstand, 0hm

15% bzw. 50% rel.Luftfeuchte

1 4600

2 6125

3 1925

5.3 x 10 5.0 χ 10 5.0 χ 10

,12 10

5.0 χ 10-3.0 χ 10 3,5 χ 10

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Claims (1)

1. Patentanspriiche

   (1 ./Elektrostatografischer Kopierbogen, bestehend aus

   a) einer Druckschicht mit einer Oberfläche, die fähig ist, eine elektrostatische Ladung aufzunehmen und zu halten und

   b) einer leitfähigen Schicht, bestehend aus

   i) einem organischen filmbildenden Polymeren und ii) einer monomeren quaternären Ammoniumverbindung der Formel

   1
   worin R ein

   O OH

   /\ I -π

   HOCH₂GH₂-, H₂G - CHGH₂-, oder CH₅CHCH₂-ReSt ist, R ein CH^-, oder CH^CHp-Rest ist, A eine der positiven ganzen Zahlen 1, 2 oder 3 ist und B ein Chlorid-, Fluorid- oder Bromid-Anion ist.

   2. Kopierbogen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckschicht eine Substanz aus der Gruppe der dielektrischen und fotoleitfähigen Substanzen einschließt.

   5. Kopierbogen gemäß Anspruch 1, dadurch g e k en η zeichne fc , daß das organische filmbildende Polymere aus der Gruppe von Polyvinylalkoholen, Polyvinylacetaten,

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   Stärken, Proteinen, Gummis bzw. Kautschuk, Kaseinen, Alginaten, Zellulosepolymeren, Btyrol-Butadien-Copolymeren, Polyamino- und quaternären Ammonium-Polymeren, Polyphosphat- und Polyphosphonium-Polymeren, Polysulfat- und Polysulfonium-Polymeren, Polyvinylpyrrolidonen, Polyäthylenen,' PoIypropylenen, Polyvinylchloriden, Polystyrolen, Polyamiden, Äthylen-Vinylacetatpolymeren und Polyacryl-Polymeren gewählt ist. . ·

   4."Kopierbogen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das organische filmbildende Polymere aus der Gruppe von Styrol-Maleinsäuren-Polymeren, deren sauren Salzen'und Estern, Vinylacetat-Maleinsäure-Polymeren, deren sauren Salzen und Estern, Polyvinylmethyläther-Maleinsäure-Polymeren, deren sauren Salzen und Estern und Butadien-Maleinsäure-Polymeren, ihren sauren Salzen und Estern gewählt ist.

   5>. Kopierbogen gemäß Anspruch 3 oder 4,. dadurch gekennzeichnet , daß das organische filmbildende Polymere ein hydrophiles Polymere umfaßt.

   6. Kopierbogen gemäß Anspruch 1, dadurch g e k e η η - . zeichnet , daß die quaternäre Ammoniumverbindung Cholinchlorid umfaßt.

   7. Kopierbogen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische filmbildende Polymere Protein umfaßt.

   8. Kopierbogen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das organische filmbildende Polymere aus der Gruppe der Ilalbester von Polystyrol-Polymaleinsäure

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   anhydrid und dor Dinatriumsalze von Polystyrol-Polyraaleinsäureanhydrid gewählt ist.

   9- Kopierbogen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die quaternäre Ammoniumverbindung Cholinchlorid umfaßt und das organische filmbildende Polymere Protein umfaßt.

   10. Elektrostotografisches Kopierverfahren, dadurch gekennzeichnet , daß

   a) ein elektrostatisches latentes Bild auf die Oberfläche eines Kopierbogens gemäß einem der Ansprüche 1,3 oder 4 aufgebracht wird und

   b) dieses Bild entwickelt wird.

   11. Verfahren zur Herstellung eines elektrostatografischen Kopierbogens, der mindestens aus zwei Schichten besteht, dadurch gekennzeichnet , daß

   a) eine Druckschicht mit einer Oberfläche, die befähigt ist, eine elektrostatische Ladung aufzunehmen und zu halten, geschaffen wird, und

   b) eine leitfähige Schicht geschaffen wird, die aus i) einem organischen filmbildenden Polymeren und

   i'i) einer monomeren quaternären Ammoniumverbindung der Formel

   1
   bestellt, worin R ein

   A OH

   ' \ · 1 11

   HOClI₂CIIp-, H_?C - CIICIIp-, oder CH₅CHCH₂- ist, H ein CII₇- odor 011,CIL)-RoSt ist, A eine der positiven ganzen

   3 098 1 h/ 1 T3.fi.

   22A3078

   Zahlen 1,2 oder 3 ist und B ein Chlorid-, Fluorid- oder Bromid-Anion ist.

   1g. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß als filmbildendes Polymeres ein Polymeres aus der Gruppe der Styrol-Maleinsäure-Polymeren deren sauren Salzen und Estern, Vinylacetat-Maleinsäure-Polymeren, deren sauren Salzen und Estern, Polyvinylmethyläther-Maleinsäure-Polymeren, deren sauren Salzen und Estern und Butadien-MeMnsäure-Polymeren, deren sauren Salzen und Estern verwendet wird.

   1J. Elektroleitfähiger Überzug, g e k e η η ζ e i. c h η et durch die Kombination von i) einem organischen fumbildenden Polymeren und ii) einer monomeren quaternären Ammoniumverbindung der Formel

   worin R ein . .

   0 OH

   / \ I . 11

   HOCH₂CH₂-, H₂C - CHCH₂-, oder CH₅CHCH₂-ReSt ist, R ein

   CH₇- oder CH-CH₂-ReSt ist, A eine der positiven ganzen Zahlen 1,2 und 3 darstellt und B ein Chlorid-, Fluorid- oder Bromid-Anion ist.

   14. Elektroleitfähiger Überzug gemäß Anspruch 13 j dadurch gekennzeichnet , daß das f umbildende Polymere aus der Gruppe von Polyvinylalkoholen, Polyvinylacetaten, Stärken, Proteinen, Gummis bzw. Kautschuk, Kaseinen,

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   Alginaten, Zellulosepolymefen, Styro!butadien -Copolymeren, Polyamino- und quaternären Ammoniumpolymeren, Polyphosphat- und Polyphosphonium-Polymeren, Polysulfat- und Polysulfonium-Polymeren, Polyvinyl pyrrolidonen, Polyäthylenen, Polypropylen en, Polyvinylchloriden, Polystyrolen, Polyamiden, Äthylen-Vinylacetat-Polymeren und Polyacryl-Polymeren gewählt ist.

   15· Elektroleitfähiger Überzug gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß das organische filmbildende Polymere aus der Gruppe der Styrol-Maleinsäure-Polymeren, deren sauren Salzen und Estern, Vinylacetat-Maleinsäure-Polymeren, deren sauren Salzen und Estern, Polyvinyl-methyläther-Maleinsäure-Polymeren, deren sauren Salzen und Estern, und Butadien-Maleinsäure-Polymeren, deren sauren Salzen und Estern gewählt ist.

   16. Elektroleitfähiger überzug gemäß Anspruch 14- oder 15, dadurch gekennzeichnet , daß das organische filmbildende Polymere ein hydrophiles Polymeres umfaßt.

   17· Elektroleibfähiger Überzug gemäß Anspruch 14 oder 15» dadurch gekennzeichnet , daß die quaternäre Ammoniumverbindurig Cholinchlorid umfaßt.

   18. Elektroleibfähiger Überzug gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß das organische filmbildende Polymere aus der Gruppe der Halbesber von Polystyrol Polymaleinsäureanhydrid und der Dinatriumisalze von PoIystyrol-Polymalei.nsäuroanhydrid gewählt ist.

   19· ElekbroLeLbiähigoL¹ Überzug gemäß Anspruch 1;5, dadurch R e k e η η ζ ο i c h η e b , daß das organische filmbiLdende Polymer·« Pt¹Ubein umfaßt.

   20. Eiektroleitfähiger Überzug gemäß Anspruch 1J₁ dadurch gekennzeichnet , daß. die quaternäre Ammoniumverbindimg Cholinchlorid und das organische filrabildende Polymere Protein umfaßt.

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