DE2528769B2 - Elektrografisches oder elektrofotografisches aufzeichnungsmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrografisches oder elcktrofotografisches Aufzeichnungsmaterial mit einem elektrisch leitenden Schichtträger aus Papier, der - gegebenenfalls in Schichtform - einen anionischen oder kationischen Polyelektrolyten, gegebenenfalls ein weißes Pigment und gegebenenfalls ein wasserlösliches oder wasserunlösliches Bindemitte! enthält.

In der Elektrostatografie, die clektrografische als auch elektrofotografische Verfahren umfaßt, sind sowohl Verfahren bekannt, bei denen einer dielektrischen Schicht mittels verschiedenartig geformter Elektroden oder mittels Elektronenstrahlen direkt ein elektrostatisches Ladungsbild aufgeprägt wird (vgl. TAPPI 1974. Nr. 1, Seiten 75 bis XO) als auch solche Verfahren, bei denen eine zwar im Dunkeln isolierende, aber bei 1 ichteinwirkung leitende Schicht mittels Coronaentladung zunächst gan/llächig aufgeladen und dann durch nikiweise vorgenommene iiciieliiunu paiiicii entladen wird. Auch die Übertragung eines Ladungsbildes auf eine andere dielektrische Schicht ist bekannt. Zur Sichtbarmachung des nach einem tier bekannten Verfahren erzeugten Ladungsbildes werden als »Toner« bezeichnete, entgegengesetzt elektrisch geladene pigmenthaltige llar/tcilchen benutzt, die aufgrund elektrostatischer Anziehung vom latenten Ladungsbild festgehalten und anschließend entweder durch Wärmeeinwirkung oder durch einen physikalischen Trocknungspro/eß fixier; werden.

Alle elektrostatografischen Aufzeichnungsverfahren erfordern eine elektrisch leitende Unterlage, auf der die dielektrische oder Ibtoleitende Ladungsträgerschicht angeordnet ist. Neben Metallfolien oder metallbeschichteten Kunstharzfolien werden für diesen Zweck Papiere verwendet, die mit Lösungen von anorganischen Salzen getränkt oder beschichtet sind. Größte Bedeutung haben jedoch in den letzten Jahren polymere oiganische Electrolyte erlangt, weil durch ihre Anwendung Papier nicht nur die notwendige elektrische Leitfähigkeit erhält, sondern gleichzeitig gegen organische Lösungsmittel abgedichtet wird (/. Ii. TAPPI, 1972, Nr. 12. Seiten 1687 bis 16X9). Neben Salzen von polymeren Säuren, z. 13. Natriumpohjcrylat, Natriumpolystyrolsulfonat u. a. sind es \₍,r allem polymere kationische Verbindungen, wie z. H. Polyvinylbenzyltrimeihylammoniiimchlorid. Poly\imlmelhyIpyridiniumsalze, Poly diallyidimct hy lain nioniurnchlorid u. a. mehr.

Im Interesse einer guten Bildquulität ist es wichtig, daß die dielektrische oder Ibtoleitende Bildempfangsschicht völlig geschlossen und von möglichst gleichmäßiger Stärke ist, aber auch, daß die Isolatoreigenschalten der Bildempfangsschichten nicht durch Spuren von Elektrolyt beeinträchtigt werden. Insbesondere eine durch das Lösungsmittel für die dielektrische Beschichtung oder durch hohen l'euchtegehalt des Papiers verursachte Migration des im Papier enthaltenen Elektrolyten in die aufgelegte dielektrische Schicht ist absolut unerwünscht. Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, durch eine gesonderte Sperrschicht (niederländische Patentschrift 65 06 9H)) diese Migration zu unterbinden oder, wie in DT-AS 1926561 beschrieben, durch eine chemische Vernetzung den Elektrolyten im Papier zu fixieren.

Ein Nachteil der verbreiteten Verwendung von organischen Polyelektrolyten mit zweidimensionaler Molekülstruktur ist. daß die l-'unktionsfähigkeit damit hergestellter elcktrostatografischer Papiere bei relativen Luftfeuchten von mehr als 70% r. E. nicht mehr sichergestellt ist, weil mit diesen Substanzen hergestellte Papiere bei höheren relativen Luftfeuchten die aufgebrachte Ladung nicht in ausreichendem Maße halten. Selbst bei normalen Klimabedingungen Hießt infolge Kontamination der isolierenden Bildempfangsschicht mit Spuren von Elektrolyt ein Teil der aufgebrachten Ladung vorzeitig ab, und die Densität des Tonerbildes wird geringer. Ein Grund dafür kann die merkliche Löslichkeit der organischen Polyelektrolyle in den zur Anbringung der dielektrischen oder fotoleitenden Schichten verwendeten Lösemitteln sein.

In Tabelle 1 wird anhand handelsüblicher HlektroK te lür elektrostatograllsche Papiere demonstriert, daß selbst unpolare organische Lösungsmittel ein merkliches Lösevermögen für polymere organische 1 IeUmiyte besitzen, /ur Ermittlung tier Löslichkeit wurde in Anlehnung an die in der Beschichtimgspraxis w>rkuininoridcn iVicngcnvcrhaltPuSsc jeweils ! g hei M)",, r. I . lultgelrockneter Elektrolyt mit 10 ml Lösungsmittel bedeckt, das Lösungsmittel nach 24 Stunden abgegossen und de/ Rückstand nach erneuter Trocknung bei 50".. r. E'. gewogen. Die Ergebnisse zeigen, daß nur anorganische Salze in organischen Lösemitteln

praktisch unlöslich sind. Nachteilig an anorganischen Salzen, wie NaCl, ist jedoch bekanntlich, daß damit behandelte Papiere bei geringen relativen Luftfeuchten von 20% r. I·. oder weniger wegen ungenügender Leiilahigkeit nicht funktionsfähig sind.

Tabelle I

Löslichkeit einiger l^:.lcktrolyle in verschiedenen organischen Lösungsmitteln

l.lcMrolyt

Natrium-Polystyrolsulfonat
Natriumpolyacrylat

l'olyfvinylbenzyl-trimethyl-ammoniumchJoride;
Polyfdiallyl-dimethyl-ammoniumchloride)

Poiylglycidyl-trimethyl-ammoniumchloride)
Nairiumsal/- eines Styrol/Maleinsäure-Copolymers
NaCI

ml Lösungsmittel lösen von 1 g Hlektrolyt

Athylacclat	Methylethyl	Toluol	Kutanol
	keton
2,3%	10,1%	8,5%	4,0%
8,0%	5,3%	5,3%	8,3 %
5,0%	4,0%	3,1%	59,6 %
4,2%	5,0%	3,2%	5,9%
2,2%	1,8 %	1,8%	32,5%
s 13,6%	14,5%	13,8%	'4,0%
<0,2%	<0,2%	<0,2%	<0,8%

Zusätzlich aufgebrachte Sperrschichten gemäß NL-PS 65 06 910 sind aus Kostengründen nicht annehmbar. Darüber hinaus ist daran nachteilig, daß sie eine zusätzliche isolierende Schicht zwischen leitendem Trägerpapier und Funktionsschicht bilden. Eine chemische Vernetzung des Polyelektrolyten mit polyfunktionellen Epoxyverbindungen (DT-AS 1926561) schließlich führt insbesondere bei geringer relativer Luftfeuchte zu einer Verschlechterung der Leitfähigkeit des Papiers. Infolgedessen hat sich keine dieser Methoden durchgesetzt, und die handelsüblichen Papiere enthalten entweder anorganische Salze oder die gebräuchlichen Polyelektrolyte mit zweidimensional Molckülstruktur. Die Schwächen dieser Papiere werden in Kauf genommen.

Aufgabe dieser Erfindung ist es demzufolge, ein elektrostatografisches Aufzeichnungsmaterial herzustellen, das nicht nur die erforderliche Leitfähigkeit des Basispapiers aufweist, sondern auch durch Fixierung der polymeren organischen Elektrolyte eine Verunreinigung der dielektrischen oder fotoleitenden Schicht durch Elektrolyt ausschließt und infolgedessen in einem weiteren Anwendungsbereich einwandfreie, farbliefe Bilder ergibt.

Diese Aufgabe wird bei einem Aufzeichnungsträgermaterial der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß der Schichtträger aus Papier eine Kombination aus wenigstens einem anionischen und wenigstens einem kationischen Polyelektrolyten enthält.

Anschließend wird dieses leitfähige Basispapier mit einer an sich bekannten dielektrischen oder fotoleitenden Bildempfangsschicht überzogen. Sowohl die Auswahl der dabei verwendeten Lösungsmittel als auch die Beschichtungstechnik unterliegen bei erfindungsgemäß hergestelltem leitendem Trägerpapicr keinerlei Einschränkungen mehr.

Polyanionische Verbindungen bilden mit polykationischen Verbindungen schwerlösliche Komplexe. Zur keinen Vorteil gegenüber den preiswerten anorganischen Salzen erkennen läßt.

Wegen der in der Literatur beschriebenen Stöchiomctrie der Zusammensetzung der schwerlöslichen Komplexe und der verbleibenden Löslichkeit des Überschußpartners war auch nicht zu erwarten, daß sie in elcktrostatografischen Papieren mit Vorteil zur Unlöslichmachung polymerer organischer Polyelektrolyte verwendbar sind (J. Pol. Sei. 10. [1972], Seite 3397).

Überraschenderweise zeigte es sich jedoch, daß anders als im wäßrigen Medium die Löslichkeit organischer polymerer Ionen in organischen Lösemitteln bereits durch unterstöchiometrische Mengen entgegengesetzt geladener Polyelektrolyte bis zur völligen Unlöslichkcit heruntergedrückt wird. Dabei wird die hohe elektrische Leitfähigkeit der polymeren kationischen oder anionischen Elektrolyte nicht meßbar reduziert, und es ist nach Autbringung einer dielektrischen oder fotoleitcnden Schicht mit anschließender Bilderzeugung eine deutlich sichtbare Verbesserung der Bildqualität zu beobachten.

Die erfindungsgemäße Herstellung elektrisch leitcnderTrägerpapiere für dielektrische oder fotoleitende Schichten kann entsprechend den jeweils gegebenen technischen Möglichkeiten auf verschiedene Art erfolgen.

Nach einer bevorzugten Methode erfolgt die Komplcxbildung »in situ«, indem das vorgebildete Papierblatt nacheinander zunächst mit der wäßrigen Lösung eines oder mehrerer anionischer Polyelektrolyte und dann mit der wäßrigen Lösung eines oder mehrerer kationischer Polyelektrolyte behandelt wird.

Sinngemäß ist auch zuerst die Behandlung mit kationischen Polyelektrolyten und nachfolgend mit anionischen Polyelektrolyten oder bei saugfähigem Rohpapier eine gleichzeitige Behandlung des Papiers möglich, wobei wäßrige Lösungen anionischcr und kationischer Polyelektrolyte auf den entgegengesetzten

Leitfähigmachung von Papier haben diese Puiyaniün/ Polykation-Komplexe jedoch bisher keine Verwendung gefunden, weil einerseits ihre völlige Unlöslichkcit in Wasser einer Anwendung im Wege steht, andere seits die bei stöchiometrischcn Komplexen auf das Niveau anorganischer Salze reduzierte Leitfähigkeit Seiten des "apicrblatics aufgetragen werden. Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Methode enthält das Papierblatt einen gewissen Anteil ionisch modifizierter Zellulosefasern oder Füllstoffe, z. B. oberflächlich mit Schwefelsäure oder Phosphorsäure veresterte Zellulosel'asern bzw. deren Alkalis.ilze oder andere

!.ι-..·] ι-'.ι·. ionische Zellulosederivate und wird nach der ■ '> 1.: ■ i' ■ 11 lI 11 nil mil einer Lösung eines entgegengesetzt ^: denen polymeren l'olyeleklrolyten behandelt.

■mer drillen Methode schließlich wird ein nichl-

■■:.■·- Rohpapier mil einer Mischung von poly- ,

l'olyanion mit polyniereni l'olykalion in wäl.ti .'Uiig behandelt, die hergestellt wird, indem .irrigen Lösung eines polymeren Polvelektro- n'.vT starkem Rühren eine verdünnte wäl.irige ;■ --ines entgegengeset/t geladenen Polvclektro- in i !gemischt wird. Line eventuell auftretende ί Kk ι ü-ig kann dabei durch Zusatz von wenig starkem anorganischem Elektrolyt I/. Ii. NaOU oder KCT) verbinden werden.

Alle erlindungsgemäß benutzten Lösungen polv- ,-, nierer Polvanionen oiler Polykationen können beliebige andere, an der Komplexbildung nicht beteiligte Stolle, wie nichtionische oder amphoiere wasserlösliche LiImbildner (z. H. Stärke, Stärkederivate. Polyvinylalkohol. Zelluloseäther, Gelatine u. a.). wasserunlösliche Polv- :u merdispersionen (z. B. Dispersionen von Poly vim 1-azetat. Styrol/Bu tail ic η -C'opoly nieren. Poly aery I sau ι cestern u. a.) und/oder mineralische I üllstollc (z. B. BaSOj, TiOi. Kaolin u. a.) enthalten. Solche Zusätze beeinträchtigen nicht die prinzipiellen Vorteile der Pol van ion/Poly kation-Kombinati one n. sondern haben im ungünstigsten Lall eine quantitative Wirkung infolge eines Verdünnungseffekles. Zur Papierbehand lung mit Polyelektrolytlösungen eignen sich alle bekannten Imprägnier- und Slreichtechnikeii. wie z. B. >n Leimpressen. Walzen-, Luftbürsten- und Rakelsireicheinrichlungen. Spriihverlähren, Tauchverfahren u. a. Als erfmdungsgemäß verwendbare Polykalioncn eignen sich polymere oder oligoinere quartäre Ammoniumsalze und Pyridiniumsalze, ebenso wie PuIv ailiin- :, salze. Aniinoalkv lester von Polyacrylsäure bzv.. PnIymelhacrvNäure oder auch Aniinoälhv Izellulosc. Lmscheiilend ist der polykationische Charakter lies Keltenmoleküls. Solche polykationischen Salze sind ζ, Β :

Pohl dia IhTd im et h ν l-ammonitimchlond).

Poly(vinylhenzvl-lrimelhyl-ammoniumelilond).

Polylghcidyl-tnmetliyl-animoniumchlorid).

d.is I lydroctilorid eines Polydialkv lamino-älhv I-methaerylats.

Polymere mit quaternären Ammoniumgruppen.

Polydnelhacrylov l-oxyäthyllrimetln lammonium ■ chlorid).

Als ciTuidungsgemäl.l verwendbare Polyanionen eignen sieh voivugsw eise Alkali- oder AnilinilliulilsaIze „ von pi>lymeren oiler oligomercn Polvsäuren. z. B. PoIv stv rolsuitonsäure. Polyv inv Isiillonsauie, Alginsäure. Polyacrylsäure. Polymethaerylsiiiiic. Carbovvmelhylzellulosi¹. Schw ciclsäurepartialestcr oder Phosphorsäurepartialeslci von Zellulose unil Stärke. Cn- , polymere mit N'inylmonocarbonsäuren oder Vinv !dicarbonsäuren. Natriumsilikat u. a . zum Beispiel;

Natriumpol.v slyrolsull'onat.

Poly! methylv inv lälhei /M.deinsäuieanln dl id). i.i

NaIi iunizellulns'.'sullal.

Ammoniumstarkephosph.il, Nail lunipolv aci ν lal.

il.i·. N.ilnunis,dz eine¹· Siv iol/Maleuisäure-( ο

Pol'. IiIi-I s. ι,

iLi·. N .ι 11 11 i π i χι' / ','>[< j \ 11 \ -Λ ν ί ι >1 --ill 11 »na t.

das Kalium ViI/ . !■ ■ \ ', Ir ■ I. 11 ■' \ mv k ,ι; bon·. Ui ι e C'onolv inei ·■

Polv viiiv hullonal.

modifiziertes NaI riumpolyacry la I.

Nail iuni-Carhoxv methν Izellulose.

Carho.xyl-Gruppen enthaltendes Shrol-

Copolvmer,

Natriumpolv silikat,

Nalriumpolvalumiiial.

Polv vinvlbutv ral-l Luv.

Die polvkationischen und polvanionisehen Produkte gehören den ν erschiedensten SloflUassen an und haben Molekulargewichte von einigen hundert bis 5(K)O(K) In allen Lallen wird bereits bei unterstöchionietrischen Mischungsverhältnissen von Polyanion zu Polvkation bzw. Polvkation zu Polv anion eine Lixierung der PoIveleklrolyte und eine im Vergleich zur Verwendung der reinen Polyeleklrolyte bessere Bildqualitäl erreicht

Zur Darstellung tier Löslichkeit der polvkationischen und poh a η ionisch en 1- Ie k trol yt komplexe wurden Glasplatten mittels Rakelstab mit Mischungen aus polvanionischem und polykationischem l-lektrolvt beschichtet. Als polv kaiionische Llektrolyte wurden die organischen I Luve

Poly(diallyl-dimethvl-ammoniumehlorid).
PoIv(V inv Ibenzv l-i π met hyl-ammoniumchlorid ι.
Poly (gh cidyl-iri metin Tamnioniumcliloi id)

eingesetzt. Ms polyanionische Ilektrolylc wurden benutzt:

Natriumpolv stv rolsiillonal.

Nalriumzellulosc-sull'ai.

Na-Polyacrv lat.

Na-SaIz eines Stv roi'Maleinsäure-( Opnlv niers.

Nl !j-SaIz eines Maleinsäure-( 'opolvmers.

Nl Ι...-Siärkephosphaie.

Nalnumpolysilikai und

kalziniertes N at ι ium-/)'-AI u in ι nal.

Die Polv elektrolv !mischungen wurden hergestellt. indem jeweils zu einer 20".,IgCn wiil.lrigen Losung des Polvkations langsam und unter starkem Rühren die wäßrige Lösung bzw Dispersion des Polyanions gegeben wurde, die je nach Viskosität einen I esikinpergehalt von 5 bis 15 Gew.-",, hatte, falls erloidei lieh, wurde die Mischung im ! inzellall mit zusätzlichem entsalztem Wasser auf eine streichfähige Konsistenz gebracht. Is wurde eine Viskosii;Us,\ihl von -Io Mi cP eingestellt.

Nach Trocknung der beschichteten Platten winde der Polv elekliolv luhei/Ui¹ ahrcsv halt. I ede dei bei si)"., r. I . kondilioniei ten Polv elekliolv liuasse winden mit der I (Ilachen Men.g.i an 1 ösiingsmillel uhen.'ossen und ?.A Stunden Ιηί ·Ι(ι C sowie weitete Λ1 Siunden bei Ziiunicrteniperatui stelienrelassen Ls winden Wasser, n-Uutaiiol. \lliv laeelat. Melbv latin I keton und loluol als Losuni'smillel bcnulzl Die iibei siebende. in allen lallen klaie lösung winde nach IS Niuiuk >: abgegossen und nach I lockming dei in I osiiug re gangene Anteil beslinimt. Die I ι iiebnis'.e diesel 1 tislichkeilsveisuche -and in icpiaseiilalivei \uswahl m den I ι g I bis '> giali-.i Ii d.ui'.eslelll.

Ill' I zcigl die I o·. I ichkeil ν ei sclüedeiiei Mischun r.i'ii in Wassei. die in I inklang nut 1 ileialuianraheii jeweils im Aquivalen/piiiikl cm Minimum eiienhl \\\)i\ damit die Stöcliioniel ι ie dei Kiimpli'xhildiini¹. be slälii.'l Bei dein im \qiiiv.ileu/puiikt löslichen Anteil handell es sieh um das bei dei Koinple\bildunr loslu h bleibende anniganist he Sal/ I/ B NaCIi sowie in

28 769

:inigen Rillen um niedermolekulare Anteile des PoIyinion/Polykation-Komplcxes, die durch den Finliuß des starken anorganischen Hlektrolyten (/.. B. NaCI) in Lösung gehen können (vgl. J. l'hys. Chem. 1961, Seiten 1765-1773). Selbst die lineare Abnahme der Wasscrlöslichkeit mit abnehmendem wasserlöslichem Polyelcktrolytanteil bei Mischungen aus Poly(diallyldimelhyl-ammoniumehlorid) und Na_:/f-aluminat entspricht der Erwartung, da die Oberfläche des unlöslichen Aluminats mit der zur Dispcrgierung benutzten Stärke belegt sein muß.

In I"ig. 2 ist anhand eines ausgewählten Polyelcklrolytpaarcs das nicht der Erwartung entsprechende Löslichkeitsverbalten in verschiedenen organischen Lösemitteln demonstriert, das die Grundlage dieser Erfindung ist. Selbst Alkohole, die bekanntlich echte Löser für alle kaiionischen l'olyclcktrolyte und viele l'olyanionen sind, lösen Mischungen der beiden PoIyelektrolytc nicht oder nur sehr wenig.

Fig. 3 schließlich demonstriert die reduzierte Löslichkeit einer größeren Anzahl von Polyeleklrolytpaarungen in Toluol. Vergleichsweise wurden die Löslichkeiten von Mischungen aus Poly(vinylbenzyl-trimethyl-ammoniumchlorid) mit Poly(diallyl-dimethylammoniumchlorid), die beide polykationischen Charakter haben, eingezeichnet. Allen Polyanion/Polykalion-Kombinationen ist die völlige oder sehr geringe Löslichkeit bei nichtslöchiometrischen Mischungsverhältnissen im Bereich zwischen 2 : 8 und X : 2 Gewichtstcilen gemeinsam, bis hin zu den Mischungsverhältnissen 1 : 9 und 9:1. während gerade in der Nähe des Aquivalcnzpunktes ein, wenn auch unbedeutender, Löslichkeitsanstieg zu verzeichnen ist.

Diese Versuche demonstrieren in einem weiten Bereich das günstige Löslichkcitsvcrhaltcn von PoIyanion/Polykation-Kombinationcn. Hs ist ersichtlich, daß bei Äuftragung organisch gelöster dielektrischer oder fotoleitendcr Überzüge eine verringerte Kontaminationsgefahr besieht und die erfindungsgemäße Anwendung solcher Kombinationen in clcktrostatografischen Papieren vorteilhaft ist. Darüber hinaus wurde überraschenderweise eine deutlich erhöhte Densität der entwickelten Tonerbildcr gefunden. In den nun folgenden Beispielen werden die Vorteile der erfindungsgemäßen Verwendung solcher Kombinationen bei der Herstellung von elektrisch leitenden Basispapieren für dielektrische oder fololeitendc Beschichtungen praxisnahe herausgestellt.

Beispiel 1

Hin aus Zellstoff und den üblichen Papierleimungsmitleln bestehendes Papier mit einem Flächengewichl von ca. 6OgZm¹ wurde mittels Leimpresse mit einer 15%igen Lösung von hydroxyälhylierler Stärke behandelt. Nach Trocknung und Glättung wurde das so vorbereitete Basispapier mit Hilfe eines Rakelstabes beidseitig mit je 1,5 g/nr eines polykationischen l.eilfähigkeiishar/es des Typs Polydimcthyldiallylammoniumchlorid in Form einer 2()"/nigen wäßrigen Lösung beschichtet.

Nach Trocknung wurde das so hergestellte elektrisch leitende Papier zum Zwecke einer Anwendungsprüfung einseilig mit einer etwa 5 \>. dicken dielektrischen l.ackschicht ühcr/ogcn. Die dielektrische Schicht wurde in Form einer 1 ack/ubereitung der folgenden Zusammensetzung aufgetragen:

9 g Polyvinylbutyral-!lar/,

5,5 g Polyepoxid-Harz,

3 g llydroph. Kieselsäure,
12,5 g Butylaectat,
55 g Toluol,
15 g Äthanol.

Zur Auftragung der Lackzubereitung wurde ein mit Draht vom Durchmesser 0,8 mm umwickelter Rakelstab benutzt und der Lack mit Warmluft getrocknet.

Das so hergestellte dielektrisch beschichtete Papier dient als konventioneller Vergleich zu den gemäß Beispiel 2 hergestellten Papieren und wird gemeinsam mit diesen geprüft.

Beispiel 2

Hin gemäß Beispiel 1 gefertigtes und mit hydroxyäthyiierter Stärke vorabgedichtetes Basispapicr wurde nach Trocknung und Glätlung mit Hilfe eines Rakelslabcs beidseitig mit je 1,5 g/nr verschiedener PoIyanion/Polykation-Mischungen beschichtet. Folgende Kombinationen wurden ausgewählt:

Λ) Natriumpoiyacrylat/Polyfdiallyl- 7:3

dimethyl-ammonium chloride)

B) Natriumpolyacrylat/I'olyfdiallyl- 2:8 dimcthyl-ammoniumchloridc)

C) Na-Alginat/Polytdiallyl-dimcthyl- 1-.9 ammoniumchloride)

D) Na-Polystyrolsulfonat/Poly(diallyl- 3:7 dimethyl-ammoniumchloride)

F) Retabond AP/Polyidiallyl-dimcthyl- 2:8

ammoniumchloride)

Ci) Na-Zcllulosesulfat/PolyUliallyl- 1:9

dimethyl-ammoniumchloride)

lh Na-Polysilikat/Poly(vinylbenzyl-tri- 1:9

mcthyl-ammoniumchloride)

J) Na-Polysilikat/Polyfvinylbenzyl-tri- 2:8

mcthyl-ammoniumchloride)

K) Na-Polystyrolsulfonal/Polyfvinylbcn- 6:4 zyl-trimcthyl-ammonium chloride)

D Nalriumpolyacrylat/Polyivinylbenzyl- 4_:i trim e thy l-ammoniumchloridc)

M) Natriumpolyacrylat/Polyfvinylbenzyl- 8:2 trimcthyl-ammoniumchloridc)

Die elektrisch leitenden Papiere A-M wurden wie im Beispiel 1 mit einer etwa 5 u. dicken dielektrischer Schicht der dort angegebenen Zusammensetzung über zogen. Zur Prüfung wurden sowohl Tcilstücke diese Papiere als auch des Papiers aus Beispiel 1 bei 50"/ r. F. und 22 C mittels Gleichstrom von 600 V bei eine Pulsdauer von 0,02 see negativ elektrisch aufgeladen Sofort danach wurde die Ladungshöhe und der La dungsabfall innerhalb zwei Minuten mittels einer Meß sonde ermittelt. Zur vergleichenden Messung der aul gebrachten Ladungen wurde ein l'eldstärkenmeßgcrü nach Schwenkhagen benutzt (H. I·'. Schwenk nagen, Melliand Texlil-Bcrichte, Bd. 34, 195: S. 1182). An anderen Tcilstücken der Papiere aus Be spiel 2 und 3 wurde das mit 600 V aufgedrückte latent Ladungsbild mittels einer flüssigen Tonerzubereitun sichtbar gemacht und die Schwärzung des Bildes m dem Kosar-Reflexionsdensitomeler ausgemessen. Di Meßergebnisse sind in Tabelle 2 /usammengestell

709 551/3

9

und Densität,

l'eld.sliirke der

Lüiliingsuhliili

25 28

in

1,21 1,46

769

r

IU

!'olveleklrolM I

l'olyeleklmlyt Il

Tabelle 2

an den Papieren aus den Beispielen 1 und 2

Λ U Ha dg. hei

nach 2 min

1,35

Ladungshöhe,

Ladungsabfall

Heispiel

600 V

gemessen

1,43

Ver-

l'oly(vinylben/.yl-tri-

Poly(vinylbcnzyl-tri-

(kV/m)

(%)

1,4 ! ·

siiih

methyl-aniinonium-

methyl-ammonium-

Densiliit

1,50

S

chloride)

chloride)

1,35

Polyfvinylbcnzyl-tri-

Nalriumpolyacrylat

_^

42 48

21 6,3

1,4

ΠΊ Ct N vl-;i Ml ΠΊπη ί 11 m

44

15,7

1,44

St

chloride)

2 2A

66

15,2

1,37

Na-Polystyrolsull'onal

Poly(vinylbenzyl-tri-

2 B

54

13,7

1,48 1,37

methyl-ammonium-

2 C

58

10,4

T

chloride)

2 1)

42

12,2

Natriumpolyacrylat

Poly(vinylbenzyl-tri-

21·'

74

13,6 I Λ ")

methyl-ammonium-

2 G

JO

14,3

I!

chloride)

2 Il ί I

46

9,4

Natriumsal/ eines

Polyfdiallyl-dimethyl-

Λ. J ~) I/

50 40

12 15,7

Styrol/Maleinsäure-

animoniumchloride)

I K

V

Co poly me rs

2 L 2Μ

Na-Zellulosesulfat

PolyUliallyl-dimethyl-

W

Hin Vergleich der Prüfdalen des gemäß Beispiel I hergestellten Papiers mit den Prüfdaten der gemäß Beispiel 2 Λ-Μ hergestellten Papiere zeigt, daß bei den erfindungsgemäß mit Polyanion/Polykation-Kombinationen behandelten Papieren (2 A-M) nicht nur der Ladungsabl'all in der Zeit geringer ist (angegeben in % der Ausgangsladung), sondern auch die Densität des Tonerbildes deutlich höher ist als bei einem nach dem Stand der Technik hergestellten Vergleichspapier (Beispiel 1).

Beispiel 3

Aus /ellstol'l und üblichen Papierleinumgsmittcln wurde in bekannter Weise ein Papier gefertigt, das ein 1 lächengewicht von ca. 62 g/nr hat. Das entwässerte und vorgetrocknete Papier wurde mittels Leimpresse mit einer Zubereitung aus 10 Gewichtsteileii Kaolin und 8 Gewichtsteilen eines Polyclektrolyten A 1 in 82 Gewichtsteilen Wasser behandelt. Nach einer Zwischentrocknung wurde dasselbe Papier mittels einer /weiten Leimpresse erneut beidseitig mit einer Lösung von 6 bis 10 Gewichtsleilen eines Polyelektrolyten II in 94 bis 90 Gewichtsteilen Wasser behandelt. Die Summe der Polyelektrolytaul'lräge betrug in allen Versuchen 3,5 bis 4 g/nr.

lolgende Polyelektroh-(kombinationen wurden angewandt:

Ver- l'olyelckli'olyl I
'in c h

N Na-Polystyrolsull'onal

O Poly(diallyl-dimelhyl-

ammoniumchloride)

P PolyUliallyl-dimelhyl-

amnioiiiumchloriile)

(.) Polydliallyl-dimethyl-

ammon in in chloride)

R PolyUliallyl-dimethyl-

amnioniumchloride)

l'ol> elektrolyt Il

Na-PolyslyrolsullOnal
PolyUliallyl-dimcthylammoniumehloride)
Na-Polyslyrolsulfonat

Nalriumpolyacrylat
Niitriiimalginat

ΝΙΙ.,-Stärkepho^phat

Na-Polyaluminat
Na-Alginat

ammoniumchloridc)

Poly(vinylben/yl-trimethyl-ammoniumchloride)

Polyfdiallyl-dimethylammoniumchloridc)

Poly(diallyl-dimethylammoniumchioride)

Nach Irocknung und Glältung wurden die so vorereitetcn elektrisch leitenden Papiere /um Zwecke einer Anwendungsprüfung einseitig wie im Beispiel 2 mit einer etwa 5 μ dicken Lackschicht überzogen und in der gleichen Art wie die Papiere aus den Beispielen 1 und 2 geprult Die Prülergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt.

Tabelle 1

Beispie

l-'iHilsliirko
tier Aull;idg.

(kV/mi

L;i(Jiingsabl'a
nach 2 min

O
P
O
R

79,2

70,8

80,4

70,6

60

80

74

74,6

84

80

80

74

78

80

12,5

14,0

o,7

4,5

10,3

17,5

9,5

8,5

8,2

IO

i),2

1 1,6

11,5

10,2

Densitiit

,17

,19

,28

,.1

,28

,14

,23

,39

,43

,44

,38

,50

,38

,35

Auch diese in Tabelle .1 zusammengestellten McIJ-c gebmsse lassen erkennen, daß eine kombinierte Anwu dung polyamonischer und polykationischer PoIy- *- α rolyte zu einer deutlichen Reduktion des Ladungs-•Nalls und einer lirhöhung der Densitiit IuIirl. Die m diesem Beispiel als Vergleiche anzusehenden Versuche N, () unil S, bei denen verschiedene Polyanionen

ti

mill Polykationen kombiniert wurden, haben einen stärkeren Ladungsverlusl und eine geringere Densitäl als die übrigen Versuche, bei denen jeweils ein PoIyanion und ein Polykation kombiniert wurden.

Beispiel 4

Aus Zellstoff und üblichen Papierleiniungsmitteln wurde in bekannter Weise ein Papier mit einem I lächengewicht von ca. 60 g/nr gefertigt. Das entwässerte und vorgetrocknete Papier wurde innerhalb der Papiermaschine mittels Leimpresse mit einer Losung von

4,5 (iewichtsteilen Na-Polysilikat,
10,5 Gewichtsleilen ΝΙΙ.,-Stärkephosphat.
85 Gewichlstcilen Wasser

behandelt und nach kur/er /wischentrocknung mittels einer /weiten Streicheinrichtung mit einer Mischung

von 15 (iewichlsteilen eines polymeren quaternären Ammoniumsal/es (/.. 13. Polyvinylben/yltrimelhylammoniumchlorid) und 15 Ciewichtsteilcn Kaolin in 70 (iewichtsteilen Wasser behandelt. Nach Trocknung und (ilattung wurde das so angefertigte leitlahige Papier wie in Heispiel 2 mit einer dielektrischen Lackschicht überzogen und wie im Heispiel 2 geprüft. Die Prülergebnisse waren:

Lailungshöhe 80 kV/m

Ladungsabfall nach 2 min 9,7"/..

Densität des erhaltenen Hildes 1,52

hin Vergleich dieser Urgebnisse mit den Prüfergebnisser, der Vergleiche (Beispiele 1 und 3 = O und S; demonstriert den reduzierten Ladungsabfall und dk erhöhte Densität des erfindungsgemäß hergestellter Papiers.

Hierzu 3 Blatt Zcichiuinnen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elcktrografisehes oder elektrofotografisch« Aufzeichnungsmaterial mit einem elektrisch leitenden Schichtträger aus Papier, der - gegebenenfalls in Schichtlbrm - einen anionischen oder kaiionischen Polyelektrolyten, gegebenenfalls ein weißes Pigment und gegebenenfalls ein wasserlösliches oder wasserunlösliches Bindemittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger aus Papier eine Kombination aus wenigstens einem anionischen und wenigslsns einem kationischen Poly eiektroly ten enthält.

2. Verfahren zur Herstellung eines elektrografischen oder elektrofotografischen Aufzeichnungsmatcrials, bei dem ein Papier mit einem anionischen oder kationischen Polyelektrolyten, gegebenenfalls einem weißen Pigment und gegebenenfalls einem wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Bindemittel behandelt und dann mit einer isolierenden oder fotoleitlahigen Schicht versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Papier mit einer Kombination aus wenigstens einem anionischen und wenigstens einem kationischen Polyeleklroiyten behandelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Paier ein- oder beidseitig eine wäßrige Lösung aus 5-95 Gewichtsteilen wenigstens eines anionischen Polyelektrolyten und 95-5 Gewichtstcilen wenigstens eines kationischen Polyeleklroiyten aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung zusätzlich einen anorganischen Elektrolyten enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Papier ein- oder beidseitig wenigstens ein anionischer Polyelektrolvl und dann wenigstens ein kanonischer Polyelektrolyt aufgebracht wird.