DE2618757A1 - Elektrisch leitendes substrat - Google Patents
Elektrisch leitendes substratInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektrisch leitendes Sub-. strat für ein elektrosensitives Aufzeichnungsmaterial. Insbesondere
betrifft die Erfindung ein leitendes Substrat für ein elektrisch ansprechbares Aufzeichnungsmaterial, welches
eine neue Mehrschichtstruktur besitzt und eine kationischelektrisch
leitende Schicht, eine anionisch elektrisch leitende Schicht und eine zwischen den beiden elektrisch leitenden
Schichten zwischengeschaltete Polykomplexschicht umfasst.
•In der vorliegenden Beschreibung bezeichnet der Ausdruck "elektrisch ansprechendes Aufzeichnungsmaterial" sämtliche
Aufzeichnungsmaterialien, die zur Ausbildung von Aufzeichnungen entsprechend elektrischen Signalen oder durch
Kombination elektrischer Energie mit anderer Energie, bei-
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spielsweise Lichtenergie, fähig sind, beispielsweise elektrolytische
Aufzeichnungsmaterialien, elektrophotographisch
empfindliche Materialien und elektrostatische Aufzeichnungsmaterialien.
Auf dem Fachgebiet ist es bekannt, dass ein durch Aufziehen oder Imprägnieren eines porösen Substrates, wie Papier,
mit einem elektrisch leitenden Harz gebildetes Produkt als Substrat für ein elektrolytisches Aufzeichnungspapier, elektrophotographisch
empfindliches Papier oder elektrostatisches Aufzeichnungspapier verwendet wird, wozu z. B. auf die US-Fatentschriften
3 001 918 und 3 110 621 verwiesen wird. Die auf diesem Fachgebiet verwendeten bekannten elektrisch leitenden
Harze unterteilen sich in drei Arten, nämlich die nicht-ionische,anionische und kationische Art entsprechend
den Arten der funktioneilen oder polaren Gruppen,die von
diesen Harzen aufgewiesen werden. Es ist festgestellt, dass bei diesen elektrisch leitenden Harzen der elektrische Widerstand
allgemein niedriger in der Reihenfolge von kationischem Harz, anionischem Harz und nicht-ionischem Harz wird.
Die elektrischen Eigenschaften von durch Aufbringung dieser elektrisch leitenden Harze gebildeten Papiersubstrate
sind ^jedoch immer noch unzufriedenstellend, selbst v/enn kationische
elektrisch leitende Harze mit der höchsten Leitfähigkeit und diesen drei Arten der Harze angewandt werden.
Beispielsweise ist es im Fall von elektrolytischen Aufzeichnungspapieren
bekannt, dass mindestens einer der folgenden vier Kechanismen bei der Einleitung der Färbung durch
elektrische Energie teilnimmt:
(a) Einführung von unterschiedlich-'en Ionen in Papier.
(b) Entlad.1 ag der aus einer in Kontakt mit dem Papier
stehenden Elektrode kommenden Ionen.
(c) Oxidation oder Reduktion an der Oberfläche eiller
in Kontakt mit dem Papier stehenden Elektrode.
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(d) Erhöhung der Konzentration spezifischer Ionen an der Oberfläche einer in Kontakt mit dem Papier stehenden
Elektrode (pH-Änderung).
Ganz gleich, welcher Färbungsmechanismus angewandt wird, ist es, um ein klargefärbtes Bild prompt zu erhalten,
wichtig, dass das elektrolytische Aufzeichnungspapier ausreichend elektrisch leitend unter den Behandlungsbedingungen
ist. Bei den meisten durch Aufziehen oder Imprägnierung dieser bekannten elektrisch leitenden Harze gebildeten elektrolytischen
Aufzeichnungspapiere ist die elektrische Leitfähigkeit allgemein unter Bedingungen von relativ niedriger
Feuchtigkeit niedrig, beispielsweise, wenn an offener Luft stehengelassen wird und diese Eigenschaften werden nicht
ausreichend gezeigt, falls sie nicht in einem beträchtlich feuchtem Zustand vorliegen. Deshalb müssen die üblichen
elektrolytischen Aufzeichnungspapiere im feuchten Zustand gelagert werden oder der Aufzeichnungspapierlagerungsteil
muss speziell so angeordnet sein, dass eine ausreichende Luftabdichtung beibehalten werden kann.
Elektrophotographische Aufzeichnungspapiere und dgl.,. welche die notwendige Leitfähigkeit,selbst wenn sie ruhig
an offener Luft stehengelassen werden, beibehalten, wurden bisher durch Imprägnierung von Papiersubstraten mit einer
grossen Menge eines feuchtigkeitsabsorbj.erenden Materials,
beispielsweise einem wasserlöslichen anorganischen Salz, gleichzeitig mit dem Aufziehen oder der Imprägnierung der
elektrisch leitenden Harze hergestellt, so dass ein geeigneter Feuchtigkeitsgehalt in den Aufzeichnungspapieren aufrechterhalten
wird. In diesem Fall jedoch ist das Papiersubstrat als solches stark feucntigkextsabsorbierend und
weiterhin wird leicht, da das elektrisch leitende Harz wasserlöslich ist, die sogenannte Kleberscheinung, bei der die
Aufzeichnungspapiere aneinander haften, verursacht.
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_ 4- —
Es ist auch auf dem Fachgebiet bekannt, einen kationischen
Leiten und einen anionischen Leiter in Kombination zur Bildung einer leitenden Schicht eines elektrisch ansprechenden
Aufzeichnungspapieres anzuwenden. Beispielsweise ist
in der japanischen Patent-Veröffentlichung 19 195/69 die
Ausbildung einer leitenden Schicht durch Bildung einer einzigen Lösung eines Polykations und eines anionischen Aktivierungsmittels
und Aufziehen dieser Lösung auf einen Träger beschrieben. Wenn jedoch ein kationisches elektrisch leitendes
Harz, welches hoch-elektrolyt!sch ist, mit einem anionischen
elektrisch leitenden Harz vermischt wird, wird ein polymerer Elektrolytkomplex (Polysalz), das in gewöhnlichen Lösungsmitteln
unlöslich ist, gebildet und es ist absolut schwierig, ein Papier mit diesem Polysalz zu überziehen oder zu imprägnieren.
Es wurde nun gefunden, dass, falls eine Oberfläche eines porösen Substrates, wie Papier, oder ein mit einem wasserlöslichen
Salz oder einer organischen feuchtigkeitsabsorbierenden
Substanz imprägniertes poröses Substrats mit einem kationischen elektrisch leitenden Harz überzogen oder imprägniert
wird und die andere Oberfläche des porösen Substrates mit einem anionisch leitenden Harz überzogen oder imprägniert
wird, ein elektrisch leitendes Substrat mit einer neuen Mehrschichtverteilungsstruktur gebildet wird, von der
angenommen wird, dass das'kationisch elektrisch leitende Harz
überwiegend an einer Oberfläche des porösen Substrates verteilt ist, das anionisch elektrisch leitende Harz überwiegend
an der anderen Oberfläche des porösen Substrates verteilt ist und ein polymerer Elektrolytkomplex (Polysalz) an der
Grenzfläche zwischen denselben ausgebildet ist. Es wurde auch gefunden, dass dieses elektrisch leitende Substrat verschiedene
neue und hervorragende elektrische Eigenschaften besitzen.
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Dieses elektrisch leitende Substrat gemäss der Erfindung
mit der vorstehend aufgeführten neuen Mehrschichtverteilung
sstruktur hat eine weit höhere elektrische Leitfähigkeit
als die üblichen elektrisch leitenden Substrate, welche durch Imprägnierung der beiden Oberflächen eines porösen
Substrates mit dem gleichen elektrisch leitenden Harz gebildet wurden. Das erfindungsgemässe elektrisch leitende Substrat
hat, wenn die mit dem kationischen Harz überzogene Oberfläche mit der Seite einer Anode verbunden wird und die mit dem anionischen
Harz überzogene Oberfläche mit der Seite einer Kathode verbunden wird, eine weit höhere elektrische Leitfähigkeit als wenn die Verbindung entgegengesetzt erfolgt und
infolgedessen zeigt es eine wirksame Rektifiziereigenschaft«,
Diese Erscheinung ist eine neue Erscheinung, welche bisher bei keinen der üblichen elektrisch leitenden Substrate, welche
unter Anwendung von elektrisch leitenden Harzen gebildet wurden, beobachtet wurde. Infolgedessen wird der Vorteil erzielt,
dass die elektrische Leitfähigkeit drastisch und selektiv in einer Sichtung des elektrisch leitenden Substrates
erhöht werden kann.
Das elektrisch leitende 'Substrat gemäss der Erfindung
mit der vorstehend aufgeführten neuen Mehrschichtνerteilungsstruktur,
insbesondere wenn es aus einem mit einem wasserlöslichen anorganischen Salz oder einer organischen feuchtigkeit
sabsorbierenden Substanz imprägnierten .Papiersubstrat
hergestellt ist, hat eine stark verringerte Feuchtigkeitsabhängigkeit
der elektrischen Leitfähigkeit im Vergleich zu bekannten Papiersubstraten, die Elektroleitungsbehandlungen
unterworfen wurden. Ferner ist die Klebtendenz bei den elektrisch leitenden Substraten gemäss der Erfindung stark
verringert. Es kann somit der Vorteil erzielt werden, dass eine hohe elektrische Leitfähigkeit, selbst bei niedriger
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Feuchtigkeit ohne Auftreten der unerwünschten Kleberscheinung
erzielt werden kann.
Auf Grund dieser Vorteile kann stets, falls das elektrisch leitende. Substrat gemäss der Erfindung mit der vorstehend
aufgeführten neuen Mehrschichtverteilungsstruktur zur Herstellung von verschiedenen elektrisch ansprechenden Aufzeichnungspapieren
verwendet wird, eine für elektrisch ansprechbare Aufzeichnung geeignete elektrische Leitfähigkeit mit
guter Reproduzierbarkeit beibehalten werden, so dass keine speziellen Überlegungen für die Lagerung oder Anwendung der
Aufzeichnungspapiere getroffen werden müssen,und das Problem
des Klebens der Aufzeichnungspapiere kann wirksam gelöst werden.
Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert, worin
Fig. 1 ein Schnittbild, das schematisch den Fall eines elektrisch leitenden Substrates gemäss der Erfindung mit der.
vorstehend aufgeführten neuen Mehrschichtverteilungsstruktur,
Fig. 2 ein Schnittbild eines anderen Falles eines elektrisch leitenden Substrates gemäss der Erfindung,
Fig. 3 ein Schnittbild eines weiteren Falles eines elektrisch leitenden Substrates gemä.ss der Erfindung,
die Fig. 4, 5, 6 und 7 verschiedene Modifizierungen
des elektrolytischen Aufzeichnungsverfahrens erläuternde
Diagramme unter Anwendung des elektrisch ansprechenden Aufzeichnungsmaterials gemäss der Erfindung,
Fig. 8 ein das elektrophotographische Aufzeichnungsverfahren
unter Anwendung der elektrisch ansprechenden Aufzeichnung smateri alien gemäss der Erfindung erläuterndes Diagramm,
Fig. 9 ein das elektrostatische Aufzeichnungsverfahren
unter Anwendung der elektrischen Aufzeichnungsmaterialien gemäss der Erfindung erläuterndes Diagramm,
Fig. 10 eine die Beziehung zwischen der aufgezogenen
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Menge des leitenden Harzes und dem VoIumeneigenwiderstand
erläuternde graphische Darstellung, die im Hinblick auf die nach dem Überzugsverfahren gemäss Beispiel 1 erhaltenen
elektrisch leitenden Substrate beobachtet wurde,
Fig. 11 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der relativen Feuchtigkeit und dem Volumeneigenwiderstand
angibt, die im Hinblick auf die entsprechenden Überzugsverfahren gemäss Beispiel 2 erhaltenen elektrischleitenden Substrate beobachtet wurde,
Fig. 12 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der angelegten Spannung und der Stromdichte angibt,
die im Hinblick auf die in den Beispielen 7 und Vergleichsbeispielen 1 und 2 erhaltenen elektrisch leitenden Substrate
beobachtet wurde, und
Fig. 13 eine graphische Darstellung, die die Beziehung
zwischen der angelegten Spannung und der Rektifiziereigenschaft angibt, die im Hinblick auf das in Beispiel 7 erhaltene
elektrisch leitende Substrat beobachtet wurd, zeigen.
Gemäss Fig..1, die schematisch den Fall eines elektrisch leitenden Substrates gemäss der Erfindung erläutert, ist eine
Oberfläche eines porösen Substrates 1 mit einem kationischen elektrisch leitenden Harz 2 überzogen oder imprägniert und die
andere Oberfläche ist mit einem anionischen elektrisch leitenden. Harz 3 überzogen oder imprägniert. Wie mit den
schraffierten Linien in den Zeichnungen gezeigt, bringen diese anionischen und kationischen elektrisch leitenden Harze 2 und
3 in das Innere des porösen Substrates 1 ein und in der Grenzfläche zwischen den beiden Harzen wird ein polymerer
Elektrolytkomplt:: (Polysalz) 4 durch die Umsetzung zwischen
den beiden Harzen gebildet. Aus Fig. 1 ergibt sich klar, dass das elektrisch leitende Substrat gemäss der Erfindung eine
Mehrschichtverteilungsstruktur besitzt, welche eine erste
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Oberflächen rcliiclit aus dem kationisehen elektrisch leitenden
Harz 2, eine zweite Oberflächenschicht aus dem anionischen elektrisch leitenden Harz 3 und eine aus dem Polysalz 4- gebildete
Zwischenschicht, die zwischen der ersten und der
zweiten Oberflächenschicht zwischengeschaltet ist, umfasst.
Gemäss der Fig. 2, die schematisch einen weiteren Fall
eines elektrisch leitenden Substrates gemäss der Erfindung zeigt, ist das gesamte poröse Substrat 1 mit einem wasserlöslichen
anorganischen Salz oder einer organischen feuchtigkeitsabsorbierenden Substanz 5 imprägniert und eine Oberfläche
des imprägnierten porösen Substrates 1 ist mit einem kationischen elektrisch leitenden Harz 2 imprägniert oder
überzogen und die andere Oberfläche ist mit einem anionischen elektrisch leitenden Harz 3 imprägniert oder überzogen. Wie
im Fall des in Fig. 1 gezeigten elektrisch-leitenden Substrates zeigt sich eine Mehrschichtverteilungsstruktur bei
diesem in Fig. 2 gezeigten elektrisch leitenden Substrat.
Gemäss Fig. 3i die einen weiteren Fall des elektrischleitenden Substrates gemäss der Erfindung zeigt, wird durch
Imprägnierung des gesamten porösen Substrates 1 mit einem kationisehen elektrisch leitenden Harz und einem anionischen
elektrisch leitenden Harz eine Schicht eines Polysalzes 4-, die sich über die gesamte Stärkenrichtung des porösen Substrates
1 erstreckt, ausgebildet und eine Überzugsschicht
des kationischen elektrisch leitenden Harzes 2 wird auf einer Oberfläche der Polysalzschicht 4 und eine Überzugsschicht des anionischen elektrisch leitenden Harzes 3 wird
auf der anderen Oberfläche der Polysalzschicht 4- ausgebildet. In diesem Fall wird die Polysalzschicht 4- durch (A) Eintauchen
des porösen Substrates Ί in eine Lösung des kationischen elektrisch leitenden Harzes und (3) Eintauchen, des porösen
Substrates 1 in eine Lösung des anionischen elektrisch lei-
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tenden Harzes gebildet. Diese beiden Arbeitsgänge (A) und
(B) können in der Reihenfolge von (A) zu (B) oder in der Reihenfolge von (B) zu (A) durchgeführt werden. Das durch
die Eintauchbehandlung imprägnierte Harz kann bei einer Stufe zwischen den beiden Arbeitsgängen getrocknet werden.
Als poröse Substrate können nicht nur gewöhnliche aus Cellulosefasern aufgebaute Papiere, wie Gewebspapiere,
Kunstpapiere und Kunstpapiere für Kopierpapiere, sondern auch synthetische durch Behandlung synthetischer Faserstapel
oder FibriUen mittels des Papierherstellungsverfahrens
oder Schäumung von synthetischen Harsfilmen hergestellte Papiere, gewebte und gewirkte,durch Weben oder Wirken von
natürlichen, regenerierten oder synthetischen lasern hergsstelle Tücher und nicht gewebte Tücher erfindungsgemäss eingesetzt
werden, sofern sie die Form einer porösen und dünnen Bahn besitzen, die das Eindringen von Lösungen elektrisch
leitender Harze erlauben.
Im Rahmen der Erfindung wird die Anwendung von Papieren mit einer Stärke von 30 bis 100 Mikron als poröses Substrat
am stärksten bevorzugt.
Als kationische elektrisch-leitende, auf eine Oberfläche des porösen Substrates aufzubringende und zur Bildung des
Polysalzes einzusetzende Harze werden bevorzugt harzartige Elektrolyte mit einer quaternären Ammoniumgruppe in der
Hauptkette oder Seitenkette angewandt. Bevorzugte Beispiele derartiger harzartiger Elektrolyte sind die folgendens
(1) Harze mit einer quaternären Ammoniumgruppe in der aliphatischen Hauptkette, wie quaternisierte Polyalkylenimine <,
die aus wiederkehrenden Einheiten entsprechend der folgenden Formel aufgebaut sind:
R1Θ Αθ
H ,
E2
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worin R^ und E3 0swells eine niedere Alkylgruppe wie eine
Methylgruppe und A ein einwertiges Anion von niedrigem Molekulargewicht bedeuten,
sowie ditertiäre Amin-Dihalogenid-Kondensate, beispielsweise
Ionene.
(2) Harze mit einer quaternären Aminogruppe als ein Glied
in der cyclischen Hauptkette, wie Polypyrazin, quaternisiertes Polypiperazin, Poly-(dipyridyl) und 1,3-Di-2KPyridylpropan-Dihalogenalkan-Kondensate.
(3) Harze mit einer quaternären Ammoniumgruppe an der Seitenkette,
wie PoIy-(vinyltrimethylammoniumchlorid) und PoIy-(allyltrimethylammoniumchiorid).
(4) Harze mit einer quaternären Anmioniumgruppe als Seiten-
ketten an der cyclischen Hauptkette, wie Harze, die aus wiederkehrenden
Einheiten entsprechend der folgenden Formel bestehen:
2 01°
(5> Harze mit einer quaternären Ainmoniumgruppe an der
eyclischen Seitenkette, wie Poly-(vinylbenzyltrimethylammoniumchlorid).
(6) Harze mit einer quaternären Ammoniupseitenkatte an dem
Acrylgerüst, wie quaternäre Acrylester, z. B. Poly-(2-acrylosyäthyltrimethylammoniumchlorid)
und Poly-(2-hydroxy-3-methacryloxypropyltrimethylammoniumchlorid)
und quaternäre
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Acrylamide, beispielsweise Poly-CN-acrylamidopropyl-J-trimethylammoniumchlorid).
(7) Harze mit einer quaternären Ammoniumgruppe in der heterocyclischen
Seitenkette, wie Poly-(N-methylvinylpyridin!umchlorid)
und Polys-(lNT-vinyl-2,3-dimethylimidazoliniumchlorid).
(8) Harze mit einer quaternären Ammoniumgruppe in der heterocyclischen
Seitenketten, wie PoIy-(N,N-dimethyl-3,5-methylenpiperidiumchlorid)
und Copolymere hiervon.
Im Rahmen der Erfindung können zusätzlich zu den vorstehenden Harzen mit einer quaternären Ammoniumgruppe an der
Hauptkette oder Seitenkette als kationische elektrisch-lei-
tende Harze Harze mit einer Sulfoniumgruppe (-S·^^ ) oder
T? -^R
Phosphoniumgruppe (-P-^-R ) an der Hauptkette oder Seiten-
^R
kette, wie Poly-iZ-acryloxyäthyldimethylsulfoniumchlorid)
und Poly-(glycidyltributylphosphoniumchlorid) verwendet werden.
Da die kationischen elektrisch leitenden, im Rahmen der
Erfindung einzusetzenden Harze an der Hauptkette oder Seitenkette eine stark basische Gruppe, wie eine quaternäre Ammoniumgruppe,
eine Sulfoniumgruppe oder eine Phosphoniumgruppe besitzen, müssen sie natürlich ein einwertiges Anion von
niedrigem Molekulargewicht als Gegenion besitzen. Der Oberflächenwiderstand des kationischen elektrisch-leitenden Harzes
wird beträchtlich von der Art dieses Gegenions beeinflusst. Als Gegenion können Chloridionen, Essigsäureionen, Salpetersäureionen
und Bromidionen in der Reihenfolge ihrer Bedeutung erwähnt werden.
Das erfindungsgemäss einzusetzende Kationische elektrisch
leitende Harz ist leicht in Wasser, Hethanol, Methylcellosolve
und dgl. löslich und wird auf das poröse Substrat in Form
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einer Lösung in einem derartigen Lösungsmittel aufgetragen. Das Molekulargewicht des kationischen elektrisch leitenden
Harzes ist nicht besonders kritisch. Zur Aufgabe der Erfindung kann erzielt werden, falls lediglich ein kationisches elektrisch
leitendes Harz mit einem ausreichenden Molekulargewicht, um einen EiIm zu bilden, verwendet wird.
Im Rahmen der Erfindung wird es bevorzugt, kationische elektrisch leitende Harze mit einer an der Hauptketter oder
Seitenkette des Polymeren gebundenen quaternären Ammoniumgruppe in einer Konzentration von 200 bis 1000 Milliäquivalente,
insbesondere 400 bis 1000 Milliäquivalente, je
100 g des Polymeren anzuwenden.
Als auf die andere Oberfläche des porösen Substrates aufzubringendes und zur Bildung eines Polysalzes zu verwendenden
anionischen elektrisch leitenden Harzes werden thermoplastische Harze mit einer Carboxyl-, Sulfonsäure- oder
Phosphonsäuregruppe an der Seitenkette angewandt. Bevorzugte
Beispiele derartiger anionischer elektrisch-leitender Harze sind die folgenden:
(1) Elektrisch leitende Harze von Carbonsäuretyp, wie PoIyacrylsäuresalze,
Polymethacrylsäuresalze, Maleinsäure-Acrylsäure-Copolymersalze
und Maleinsäure-Vinyläther-Copolymersalze.
(2) Elektrisch leitende Harze vom SuIfonsäuretyp, wie PoIystyrolsulfonsäuresalze,
Polyvinyltoluolsulfonsäuresalze und Polyvinylsulfonsäuresalze.
(3) Elektrisch leitende Harze von Phosphonsäuretyp, wie
Polyvinylpho sphonsäuresalze.
Diese anionischen elektrisch leitenden Harze können in Form .der freien Säure verwendet werden, jedoch wird es allgemein
bevorzugt, dass sie in Form eines Salzes mit einem Gegenion, welches aus einem einwertigen Kation von niedrigem
Molekulargewicht besteht, verwendet werden. Als Gegenionen
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können beispielsweise Metalle der- Gruppe I des Periodensystems,
wie Na, K, Li, Rb und Cs, Ammonium und organische Basen, wie Dimethylamin, Trimethylamin, Tributylamin, Dimethyl
anilin, Tetramethylammonium, Pyridin, Monoäthanolamin,
Diäthanoiamin, Triäthanolamin und Melamin aufgeführt werden.
Besonders bevorzugte Gegenionen zur Erzielung der Aufgaben der Erfindung umfassen Alkalimetalle, wie Natrium und Ammonium
und es wird bevorzugt, dass das anionische elektrisch leitende Harz in der Form eines Salzes mit einem der vorstehend
aufgeführten Gegenionen verwendet wird.=
Diese anionischen elektrisch leitenden Harze sind in polaren Lösungsmitteln, wie Wasser, Methanol, MethylcellosoIts,
Dimethylformamid und Dimethylsulfoxid löslich und sie werdsii
auf die porösen Substrates in Form von Lösungen in diesen Lösungsmitteln aufgebracht. Das Molekulargewicht der anion!=
sehen elektrisch leitenden Harze ist nicht besonders kritisch im Rahmen der Erfindung und im allgemeinen werden Harze
mit einem ausreichenden Molekulargewicht zur Bildung eines Filmes im Rahmen der Erfindung verwendet.
TJm die Aufgaben der Erfindung wirksam zu erreichen, · wird es bevorzugt, dass ein anionisches elektrisch leitendes
Harz mit einer anionischen Gruppe, wie einer Carbosryi-=,
Sulfonsäure- oder Phosphonsäuregruppe, die an die Hauptkette oder Seitenkette des Polymeren in einer Konzentration von
200 bis 1200 Milliäquivalente, insbesondere 400 bis 1000 Milliäquivalente, je 100 g des Polymeren gebunden ist, verwendet wird.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsforia wird das gesamte
poröse Substrat mit einem wasserlöslichen anorganischen Salz oder einer organischen feuchtigkeitsabsorbierenden Substanz
imprägniert, wodurch die Feuchtigkeitsabhängigkeit des Cberflächenwiderstandes
oder des VoIumenwiderStandes verringert
wird und die elektrische Leitfähigkeit bei niedriger Feuchtig-
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keit bemerk en stiert verbessert wird« Dieses wasserlösliche anorganische
Salz oder die organische feuchtigkeitsabsorbierende Substanz können in das poröse Substrat zusammen
mit dem kationischen oder anionischen elektrisch leitenden Härs einverleibt werden, jedoch wird es, um weiterhin den
Effekt der Verhinderung der Kleberscheinung zu erhöhen, bevorzugt,
dass das wasserlösliche anorganische Salz oder die organische feuchtigkeitsabsorbierende Substanz in das poröse
Substrat vor dem Aufbringen der elektrisch leitenden Harze imprägniert wird.
Als Beispiele für anorganische wasserlösliche Salze können beispielsweise Halogenide von Alkalimetallen, Erdalkalimetallen,
Zink, Aluminium und Ammonium, wie Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Natriumbromid, Kaliumbromid, LithiumbSOsidj
Calciumchlorid, Bariumchlorid, Magnesiumchlorid, Zinkehlorid, Aluminiumchlorid und Ammoniumchlorid, Nitrate
und Nitrite von Alkalimetallen, Erdalkalimetallen, Zink, Aluminium und Ammonium, wie Natriumnitrat, Kaliumnitrat,
IT&fcriumnitrit, Kaliumnitrit, Bariumnitrat, Magnesiumnitrat,
Zinknitrat, Äluminiumnitrat und Ammoniumnitrat, Sulfate, '
Sulfite und Thiosulfate von Alkalimetallen und Ammonium, wie Glauber-Salz, Kaliumsulfat, Ammoniumsulfat und Natriumthiosulfat,
Carbonate und Bicarbonate von Alkalimetallen und Ammonium, wie Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat und Ammoniumcarbonat
und Oxysäuresalze von Alkalimetallen und Ammonium, uie Natriumorthophosphat und Natriummetaphosphat, aufgeführt
werden. Diese anorganischen Salze können einzeln oder in Form von Gemischen von zwei oder mehreren verwendet werden.
Zur Erzielung der Aufgaben der Erfindung bevorzugte wasserlösliche anorganische Salze sind wasserlösliche anorganische
Salze, worin der Ionenradius sowohl des Änions als auch, des Kations innerhalb eines Bereiches von 0,8 bis
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1,5 2. und das Potentialprodukt innerhalb eines Bereiches
von 0,07 bis 0,4 , insbesondere von 0,09 bis 0,2,liegt und
besonders bevorzugte Salze sind Alkali- und Ammoniumsalze von einbasischen anorganischen Säuren mit den vorstehenden
Eigenschaften.
Als Beispiele für organische feuchtigkeitsabsorbierende
Substanzen seien z. B. wasserlösliche mehrwertige Alkohole, wie Glycerin, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Polyäthylenglykol,
Sorbit, Mannit, Pentaerythrit, cyanisierte Stärke und Polyvinylalkohol aufgeführt. Diese organischen feuchtigkeitsabsorbierenden
Substanzen können einzeln oder in Kombination mit wasserlöslichen anorganischen Salze, wie sie
vorstehend aufgeführt wurden, eingesetzt werden.
Wenn das poröse Substrat mit einem wasserlöslichen anorganischen Salz oder einer organischen feuchtigkeitsabsorbierenden
Substanz, allgemein einem mehrwertigen Alkohol, gemäss der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung imprägniert
wird, wird im allgemeinen eine wässrige Lösung eines wasserlöslichen anorganischen Salzes und/oder einer organischen
feuchtigkeitsabsorbierenden Substanz hergestellt, das
poröse Substrat in die wässrige Lösung eingetaucht und die Flüssigkeitsentfernungs- und Trocknungsbehandlungen werden
dann entsprechend dem Bedarf durchgeführt. Allgemein wird es bevorzugt, dass die aufgezogene Menge des wasserlöslichen
anorganischen Salzes 1 bis 15 s/m ·>
insbesondere 3 bis
10 g/m , auf Trockenbasis ist, obwohl die bevorzugt aufgezogene Menge im gewissen Ausmass in Abhängigkeit von der
Art und Stärke des porösen Substrates und der Art des wasserlöslichen anorganischen Salzes variiert. Wenn die aufgezogene
Menge des wasserlöslichen anorganischen Salzes grosser als
der vorstehende Bereich ist, wird die Kleberscheinung beträchtlich in dem.elektrisch leitenden Substrat und wenn die
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aufgezogene "'inge kleiner als der vorstellende Bereich ist,
wird die Verbesserung des Effektes der Verringerung der Feuchtigkeitsabhängigkeit des elektrischen Widerstandes
beträchtlich im Vergleich mit dem Fall verringert, wo das Salz in einer Menge innerhalb des vorstehenden Bereiches
eingesetzt wird. Aus dem gleichen Gesichtspunkt wird es bevorzugt, dass die aufgezogene Menge der organischen feuchtigkeitsabsorbierenden
Substanz innerhalb eines Bereiches
2 2
von 1 bis 15 g/m » insbesondere 3 bis 10 g/m , liegt.
Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung wird eine
Oberfläche eines unbehandelten porösen Substrates oder eines
vorhergehend mit einem wasserlöslichen anorganischen Salz oder einer organischen feuchtigkeitsabsorbierenden Substanz
imprägnierten porösen Substrates mit einer Lösung eines kationischen elektrisch leitenden Harzes überzogen oder imprägniert
und die andere Oberfläche des porösen Substrates wird mit dem anionischen elektrisch leitenden Harz überzogen
oder imprägniert. Diese beiden Überzugs- oder Imprägnierarbeitsgänge
können getrennt in der vorstehend aufgeführten Reihenfolge oder in der umgekehrten Eeihenfolge durchgeführt "
werden oder die beiden Überzugs- oder Imprägnierarbeitsgänge können gleichzeitig ausgeführt werden. Dadurch wird eine
elektrisch leitendes Substrat mit der vorstehend aufgeführten spezifischen neuen Mehrschichtstruktur erhalten.
Obwohl sich die aufgezogenen Mengen an kationischen oder anionischen elektrisch leitenden Harzen in gewissen
Ausmass in Abhängigkeit von der Arten der Harzeund den Anwendungen
der Endprodukte ändern, d. h. im elektrisch ansprechenden Aufzeichnungsmaterial, ist es im allgemeinen wichtig,
dass die aufgezogene Menge jedes Harzes 0,5 bis 10 g/m , insbesondere 1 bis 7 gA* auf Trockenbasis beträgt. Wenn die
aufgezogene Menge des kationischen oder anionischen elektrisch
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leitenden Harzes kleiner als der vorstehende Bereich ist, kann der Widerstand des elektrisch leitenden Substrates nicht
ausreichend verringert werden. Es wird angenommen, dass der Grund darin liegt, dass es in diesem Falle schwierig ist,
ein Polysalz an der Grenzfläche zwischen den anionischen und kationischen elektrisch leitenden Harzschichten zu bilden.
Wenn die aufgezogene Menge des anionischen oder kationischen elektrisch leitenden Harzes grosser als der vorstehende Eereich
ist, ist der Widerstand des elektrisch leitenden Substrates in zahlreichen Fällen höher als derjenige eines
elektrisch leitenden Substrates, worin die aufgezogene Menge innerhalb des vorstehenden Bereiches liegt. Es wird angenommen, dass der Grund hierfür darin liegt, dass, da die Stärk©
sowohl der mit einer dazwischen angebrachten Zwischenschicht aus dem Polysalz gebildeten kationischen und ahionischen
Harzschichten stark wird und diese beiden Schichten, insbesondere die anionische Harzschicht, die geschwindigkeitssteuernde
Eigenschaft wird, die elektrischeLeitfähigkeit
ziemlich verringert wird. In den elektrisch leitenden Substraten gemäss der Erfindung kann die aufgezogene Menge
(Dc) des kationischen elektrisch leitenden Harzes und die
aufgezogene Menge (Sa) des anionischen elektrisch leitenden
Harzes gleich oder unterschiedlich sein. Im allgemeinen wird es bevorzugt, dass das Verhältnis (Dq/D^) der aufgezogenen
Mengen der beiden Harze innerhalb des Bereiches von 0,4-bis 2,2, insbesondere von 0,6 bis 1,5 liegt.
Es ist wichtig, dass die kationischen und anionisehen
elektrisch leitenden Harze so aufgezogen und imprägniert sind, dass ein Polysalz der beiden Harze, d. h. ein polymerer
Elektrolytkomplex, in der Grenzfläche zwischen den beiden Harzschichten ausgebildet wird. Wenn die beiden kationischen
und anionischen elektrisch leitenden Harze als Lösungen
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in einem organisches Lösungsmittel., wie Methanol, auf die
Oberflächen eiiies porösen Substrates aufgebracht werden,
zeigt, obwohl jede der beiden Harzlösungen leicht in das poröse Substrat eindringt, das überzogene poröse Substrat
in unerwarteter Weise"einen hohen elektrischen Widerstand,
wozu auf das nachfolgende Beispiel 6 verwiesen wird. Falls hingegen die kationischen und anionischen elektrisch leitenden
Harze in Form einer wässrigen Lösung auf beide Oberflächen des Substrates Jeweils aufgebracht werden, kann der
elektrische Widerstand zu einem weit niedrigerem Wert in
des überzogenen porösen Substrat verringert werden. Es wird
angenommen, dass der Grund hierfür darin liegt, dass in einer organischen Lösungsmittellösung das Ausmass der Dissoziierung
^ionisierung) der kationischen oder anionischen elektrisch
lsi*;enden Harze niedriger als in einer wässrigen Lösung ist,
υ&ά dass infolge dieser unzureichenden Dissoziierung ein
stark gebundener Polyionenkomplex (Polysalz) nicht in der Grenzfläche zwischen den beiden Harzschichten ausgebildet wird.
Im Hinblich auf das Vorstehende wird es im Sahmen der jSx-findung bevorzugt, dass mindestens eine Lösung eines elektrisch
leitenden in der Endstufe aufzubringenden Harzes, insbesondere die beiden Lösungen des kationischen und des anionisehen
elektrisch leitenden Harzes aus einer wässrigen Lösung bestehen. Als wässriges Medium kann nicht nur Wasser, sondern
auch Gemisch von Wasser mit wassermischbaren organischen Lösungsmitteln, wie Methanol, Äthanol, Dimethylsulfamid, Dimethyl
sulf oxid, Aceton oder dgl. verwendet werden. Falls ein Semisch von Wasser mit einem mit Wasser mischbaren organischen
Lösungsmittel, wie Methanol, Aceton oder dgl. als wässriges Medium eingesetzt wird, wird 'die Einbringbarkeit der
Harzlösung in das poröse Substrat verbessert und ein besserer Finish kann der überzogenen Oberfläche erteilt werden. Im
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allgemeinen ist es zu empfehlen, ein Gemisch aus mindestens 10 Vol.% Wasser und bis zu 90 Vol.% des mit Wasser mischbaren
organischen Lösungsmittels anzuwenden.
Die Konzentration des in der anzuwendenden Lösung enthaltenen
elektrisch leitenden Harzes ist so zu wählen, dass eine gute Eignung für den Überzugsarbeitsgang und ein ausreichendes
Eindringen des Harzes in das poröse Substrat erzielt werden kann. Allgemein wird es bevorzugt, dass die Konzentration
des elektrisch leitenden Harzes 1 bis 30 Gew.%,
insbesondere 5 bis 15 Gew.%, berechnet als Feststoff, beträgt
Falls ein vorhergehend mit einem wasserlöslichen anorganischen Salz oder einer organischen feuchtigkeitsabsorbierenden
Substanz imprägniertes poröses Substrat, wie sie vorstehend aufgeführt sind, angewandt wird, ist es, um weiterhin die
elektrische Leitfähigkeit bei niedriger Feuchtigkeit zu verbessern, möglich, in die vorstehende Harzlösung ein wasserlösliches
anorganisches Salz, wie es vorstehend aufgeführt ist, insbesondere ein Alkali- oder Ammoniumsalz mit einer
Verträglichkeit mit der Harzlösung oder eine organische feuchtigkeitsabsorbierende Substanz vom Typ des mehrwertigen
Alkohols einzuverleiben. Um weiterhin den Griff, die graphischen Eigenschaften und andere Eigenschaften der überzogenen
Oberfläche zu verbessern, ist es möglich, in die Harzlösung einen Binder, wie Stärke, Po Iy vinyl alkohol, Polyvinylacetatemulsion,
synthetischen Kautschuk; einen Latex oder dgl., oder einen Füllstoff, wie Titandioxid, fein-zerteilte Kieselsäure,
Aluminiumoxid, Satinweiss oder dgl. einzuverleiben. Im Hinblick auf die Eignung für den Überzugs- oder Imprägnier
arbeitsgang wird es bevorzugt, ein Verfahren anzuwenden, bei dem eine Lösung eines kationischen oder anionischen elektrisch
leitenden Harzes auf eine Oberfläche eines porösen Substrates aufgezogen wird, die überzogene Oberfläche dann
getrocknet wird, eine Lösung des anderen elektrisch . lei-
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tenden Harzes auf die andere Oberfläche des porösen Substrates
aufgezogen wird und die überzogene Oberfläche getrocknet wirdc ujE das elektrisch, leitende Substrat zu bilden.
Falls dieses 'verfahren angewandt wird, ist es vorteilhaft, die Alterungsbehandlung bei einer Temperatur von 10 bis
30° C während 0,5 bis 3 Stunden nach Beendigung der Überzugsarbeitsganges
der zweiten Stufe auszuführen, wodurch die Ausbildung des Polyionenkomp1exes (Polysalz) in der Grenzfläche
der beiden Harze bemekrenswert verbessert und gefördert wird. Falls das vorstehende Verfahren jedoch im Industriemasstab
durchgeführt wird, wird, da der Trocknungsarbeitsgang unter praktisch gleichen Bedingungen wie den
vorstehenden Alterungsbedingungen ausgeführt wird, die Alterungsbehandlung im allgemeinen weggelassen. Um die Ausbildung
eines Polyionenkomplexes in der Grenzfläche zu begünstigen, wird es auch bevorzugt, die primär aufgezogene
Oberfläche so zu trocknen, dass der Vassergehalt in der primär aufgezogenen Harzlösung 5 bis 10 % beträgt und dann die
restliche Harzlösung auf die andere Oberfläche aufzubringen.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wie
.sie vorstehend anhand der Fig. 3 erläutert wurde, werden der
Arbeitsgang (A) des Eintauchens eines porösen Substrates in eine Lösung des kationischen elektrisch leitenden Harzes und
der Arbeitsgang (B) des Eintauchens des porösen Substrates in eine Lösung des anionischen elektrisch leitenden Harzes
in der Reihenfolge von (A) zu (B) oder (B) zu (A) durchgeführt, wodurch eine Polysalzschicht, die sioh entlang der gesamten
Stärkerichtung des porösen Substrates erstreckt, ausgebildet wird. Bei dieser Ausführungsfοrm können die vorstehend angegebenen
Harzlösungen in gleicher Weise eingesetzt werden, und die vorstehend angegebenen Bedingungen zur Folysalzbildung
können gleichfalls angewandt werden. Bei der Ausbildung einer Überzugsschicht eines kationischen oder anionischen Harzes
auf der Polysalzschicht kann die aufgezogene Menge des
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2 Harzes auf einen so niedrigen liiert wie 1 bis 8 g/m , insbe-
sondere 2 bis 5 g/m , als Feststoff, verringert werden und
dadurch kann die Stärke der Überzugsschicht bemerkenswert
verringert werden.
Es ergibt sich aus der vorstehenden Beschreibung, dass gemäss der Erfindung ein elektrisch leitendes Substrat
einer neuen MehrSchichtverteilungsstruktur erhalten wird, welches eine Schicht (a) auf einer Seite der Oberfläche des
porösen Substrates, worin das kationische elektrisch leitende Harz überwiegend verteilt ist, eine Schicht (b) auf der anderen der Oberfläche des porösen Substrates, worin das anioni-=
sehe elektrisch leitende Harz überwiegend verteilt ist, und eine Schicht (c) des polymeren Elektrolytkomplexes (Polysalz)
zwischen den beiden Harzschichten (a) und (b) umfasst»
Die Stärke der Zwischenschicht (c) aus dem Polysalz
kann in einem weiten Bereich in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften variieren und im allgemeinen kann öis
Stärke des Polysalzes 3 bis 90 %, insbesondere 5 bis 90 %
der Gesamtstärke betragen (Gesamtstärke der elektrisch leitenden Schicht). Wenn es gewünscht wird, ein elektrisch leitendes Substrat mit einer verringerten Feuchtigkeitsabhängig·=·
keit der elektrischen Leitfähigkeit zu erhalten, wird es bevorzugt, dass die Stärke der Polysalzschicht 40 bis 90 % &®r
Gesamtstärke beträgt, und wenn es gewünscht wird, ein elektrisch leitendes Substrat mit ausgezeichneten Rektifiziereigenschaften
(Leitfähigkeit) zu erhalten9 wird es bevorzugt,
dass die Stärke der PoIysalζschicht 5 bis 50 % der Gesamtstärke
beträgt. Die Stärke der Polysalzschient kann bei spiels=
weise durch Auslösen sowohl der kationischen als auch der anionischen elektrisch leitenden Harzschichten unter Anwendung
von 95%iger Schwefelsäure und anschliessender Bestimmung der Stärke der verbliebenen Polysalzschicht bestimmt werden.
.6 09846/0922
Diese neue Hoarscaichtverteilungsstruktur im elektrischleitenden
Substrat gesäss der Erfindung bringt die neue Eigenschaft, dass die elektrische Leitfähigkeit besonders
hoch selektiv in einer spezifischen Richtung ist, d. h. eine Sektifiziereigenschaft, und sie zeichnet sich auch dadurch
aus, dass die elektrische Leitfähigkeit, insbesondere
bei niedriger Feuchtigkeit, höher als bei den üblichen elektrisch leitenden Substraten liegt.
Aus der Fig. 12 ergibt sich klar, dass das elektrisch
leitende Substrat geiaäss der Erfindung eine Rektifiziereignung hat, die überhaupt nicht in sämtlichen mit einer
kationischen elektrisch leitenden Substanz allein imprägnierten Substrat und einem mit einer anionisciaen elektrisch-leitender-.
Bubstanz allein imprägnierten Substrat beobachtet werden usci dass im erfindungsgemässen elektrisch leitenden Substrat
die elektrische Leitfähigkeit in einer spezifischen Richtung weit höher als bei den vorstehend aufgeführten Vergleichssubstraten liegt« Biss ist ein völlig überraschender Sach-"jerkalt.
Spezifisch wird von dem elektrisch leitenden Substrat
gemäss der Erfindung mit.der vorstehend aufgeführten
Mehrschichtverteilungsstruktur natürlich erwartet, dass die
niedrig leitfähige anionische Harzschicht als die geschwindigkeitssteuernde
Schicht wirkt und infolgedessen die elektrische Leitfähigkeit niedriger .als im Fall der kationischen
elektrisch leitenden Schicht allein liegen wird.
Gemäss Fig. 13 beträgt in dem elektrisch leitenden Substrat gemäss der Erfindung die Rektifiziereignung (P-d) ι die
entsprechend der folgenden Formel:
PE - V1R
definiert wird, worin I™ den erhaltenen elektrischen Strom
definiert wird, worin I™ den erhaltenen elektrischen Strom
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angibt, wenn die mit der Anodenseite verbundene kationische
Harzschicht und das anionische Harz mit der Kathodenseite (vordere Verbindung) verbunden ist und I^ den erhaltenen
elektrischen Strom angibt, falls die Verbindung umgekehrt wird (Umkehrverbindung),
allgemein mindestens 50, insbesondere mindestens 100. Speziell hat das elektrisch leitende Substrat gemäss der Erfindung
eine hohe Rektifiziereigenschaft, wenn die angelegte Spannung relativ niedrig ist. Dies stellt ein weiteres charakteristisches
Merkmal des elektrisch leitenden Substrates gemäss der Erfindung dar.
Gemäss Fig. 11 ist in dem elektrisch leitenden Substrat gemäss der Erfindung die Feuchtigkeitsabhängigkeit der
elektrischen Leitfähigkeit (Dg)* die durch die folgende Formel.
DH = (log Ri - log R2)/30
definiert ist, worin Rxi den Volumeneigenwiderstand (Ohm-cm)
des elektrisch leitenden Substrates bei einer relativen Feuchtigkeit von 30 % und Ro den Volumeneigenwiderstand vdes
elektrisch leitenden Substrates bei einer relativen Feuchtigkeit von 60 % angeben,
nicht· höher als 0,040, insbesondere nicht höher als 0,032.
Je niedriger der Wert dieser Zahl.ist, desto geringer ist die Feuchtigkeitsabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit.
Der elektrische Widerstand (Volumeneigenwiderstand) der elektrisch ansprechbaren Aufzeichnungsmaterialien gemäss der
Erfindung kann in geeigneter Weise in Abhängigkeit von ihrem gewünschten Gebrauch durch Änderung der Arten sowohl der·
elektrisch leitenden Harze, der Kombination der beiden Harze, der aufgezogenen Mengen der beiden Harze, der Stärke der
PoIysalζschicht und/oder der Art oder Menge des wasserlös-
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lichen anorganischen Salzes oder der organischen feuchtigkeit sabsorbierenden Substanz eingestellt werden.
Falls beispielsweise das elektrisch leitende Substrat gemäss der Erfindung als elektrolytisches Aufzeichnungspapier
verwendet wird, wird der Volumeneigenwiderstand auf 1CK bis 10 ,TL-cm eingestellt, und, falls das elektrisch leitende
Substrat als elektrophotographisches Aufzeichnungspapier verwendet
wird, wird der Volum eneigenv/ider stand auf 10 bis
11 /"Ν
10 XZ-cm eingestellt. Falls weiterhin das elektrisch
leitende Substrat gemäss der Erfindung als elektrostatisches Aufzeichnungspapier verwendet wird, wird der Volumeneigenwiderstand
auf 10*7 bis 10 _Q. -cm eingeregelt.
Durch die Aufbringung eines kationischen Harzes auf eine Oberfläche eines porösen Substrates und eines anionischen
Harzes auf die andere Oberfläche können gemäss der Erfindung verschiedene Vorteile auch hinsichtlich der Herstellung von
elektrisch leitenden Substraten erhalten werden.
Falls beispielsweise anionische und kationische Harze mit hohen elektrischen Eigenschaften, d. h. hohen elektrolytischen
Eigenschaften, miteinander in einem Lösungsmittel vermischt werden, reagieren, -wie im nachfolgenden Beispiel 5
gezeigt, die beiden Harze miteinander und bilden einen stark gebundenen Polyionenkonplex, welcher leicht geliert oder
ausfällt und es wird infolgedessen schwierig, das poröse Substrat mit einem derartigen Gemisch zu überziehen oder zu
imprägnieren. Falls hingegen die beiden elektrisch leitenden Harze getrennt auf unterschiedliche Oberflächen des porösen
Substrates gemäss der Erfindung aufgetragen werden, kann ein elektrisch leitendes Substrat mit einer stark verbesserten
elektrischen Leitfähigkeit durch sehr einfache Überzugs- oder
Imprägnierarbeitsgänge erhalten werden. Dies stellt einen
weiteren beträchtlichen Vorteil der Erfindung dar.
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Da das elektrisch, leitende Substrat der Erfindung einen
niedrigen elektrischen Widerstand und eine hohe elektrische
Leitfähigkeit bei niedriger Feuchtigkeit besitzt, kann es
wirksam für verschiedene elektrisch, ansprechbare Aufzeichnung Staat eri alien .eingesetzt werden. Besonders gute Ergebnisse werden erhalten, wenn das elektrisch leitende Substrat gemäss der Erfindung für elektrolytisch^ Aufzeichnungsmaterialien angewandt wird.
Leitfähigkeit bei niedriger Feuchtigkeit besitzt, kann es
wirksam für verschiedene elektrisch, ansprechbare Aufzeichnung Staat eri alien .eingesetzt werden. Besonders gute Ergebnisse werden erhalten, wenn das elektrisch leitende Substrat gemäss der Erfindung für elektrolytisch^ Aufzeichnungsmaterialien angewandt wird.
Die elektrolyt!sehen Aufzeichnungsmaterialien werden
in vier Arten entsprechend den vorstehend aufgeführten vier
Arten der Färbungsmechanismen (a) bis (d) unterteilt. Das
elektrisch leitende Substrat gemäss der Erfindung kann wirksam in gleicher Weise auf sämtliche vier Arten der elektrolytischen Aufzeichnungsmaterialien angewandt werden. Die in Abhängigkeit von der Art des Färbungsmechanismus derselben
geeigneten Farbbildner werden in die kationische elektrischleitende Harzschicht und/oder die anionische elektrisch-leitende Harzschicht des elektrisch leitenden Substrates gemäss der Erfindung einverleibt.
in vier Arten entsprechend den vorstehend aufgeführten vier
Arten der Färbungsmechanismen (a) bis (d) unterteilt. Das
elektrisch leitende Substrat gemäss der Erfindung kann wirksam in gleicher Weise auf sämtliche vier Arten der elektrolytischen Aufzeichnungsmaterialien angewandt werden. Die in Abhängigkeit von der Art des Färbungsmechanismus derselben
geeigneten Farbbildner werden in die kationische elektrischleitende Harzschicht und/oder die anionische elektrisch-leitende Harzschicht des elektrisch leitenden Substrates gemäss der Erfindung einverleibt.
Typische Fälle der Anwendung der elektrisch-leitenden
Substrate gemäss der Erfindung für elektrolytische Aufzeichnungsverfahren werden nachfolgend im einzelnen gegeben. (a) Elektrisches Aufzeichnungsmaterial für einen Färbungsmechanismus unter Anwendung der Einführung unterschiedlicher Ionenχ
Substrate gemäss der Erfindung für elektrolytische Aufzeichnungsverfahren werden nachfolgend im einzelnen gegeben. (a) Elektrisches Aufzeichnungsmaterial für einen Färbungsmechanismus unter Anwendung der Einführung unterschiedlicher Ionenχ
(1) Eine Metallnadel als Anode wurde in Form eines Kations
in dem elektrisch-leitenden Substrat durch Elektrodenreaktion
gelöst und sie reagierte mit dem in dem elektrischleitenden Substrat enthaltenen Farbbildner, der aus einem
Chelatmittel bestand und bildete ein Farbbild der Chelatverbindung.
Chelatmittel bestand und bildete ein Farbbild der Chelatverbindung.
(2) Eine Metallnadel als Anode wurde in Form von Kationen in das elektrisch-leitende Substrat durch Elektrodenreaktion
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gelöst und durch ein in dem elektrisch leitendem Substrat
enthaltenes reduzierendes Mittel reduziert und bildete ein Bild aus feinen MetalIteilchen.
(3) Eine Metallnadel, beispielsweise aus Tellur, als
Eathode wurde in Form eines Anions in das elektrisch leitende
Substrat durch Elektrodenreaktion gelöst und die gebildete Verbindung anschliessend zersetzt, so dass ein Bild feiner
Metallteilchen ausgebildet wurd.
Typische Fälle für Kombinationen von Metallelektroden und Farbbildnern zur Anwendung beim Farbbildungsmechanismus (a)
sind in der Tabelle I aufgeführt.
Anode | Tabelle | I | Art | |
Anode | Farbbildner | Färbende Substanz und Farbe dersel ben |
(1) | |
Metallelektrode und Polarität |
Anode | ITatriumdiäthyl- dithio carbamat |
Chelatverbindung, violett |
O) |
Fe, | Anode | Kaliumferro- cyanid |
Komplexverbindung, blau |
(1) |
Fe, | Anode | Tanninsäure | Chelatverbindung, violett |
(D |
Fe, | Anode | Catechin | Chelatverbindung schwarz |
(D |
Fe, | Kathode | Rubeansäure | Chelatverbindung, grünlich-schwarz |
(2) |
Cu, | Fo mn aldehyd- sulfoxylat |
Reduktionsprodukt des Ag-Ions (metal lisches Silber, schwarz |
(3) | |
Ag, | ITatriumchlorid | Te als einfache Substanz durch Zersetzung von ITa-pTe und Hplle ge bildet, schwarz |
||
Te,: |
Als weitere Beisoiele für Kombinationen von Metallen
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und Farbbildnern (Chelatmittel), die zur Art (1) gehören,
können die folgenden aufgeführt werden:
Ag: Mehrwertige Phenolverbindungen, Galloylgallussäure,
Chromotrop säure
Fe: 2,2',2"-2erpyridin, Nitroso R-SaIz, Hydrochinon,
Benzoylpyridinoxim,
Cu: Natriumäthylendiamintetraacetat, Rubeansäure, Natriumdiäthyldithiocarbamat,
Neocuproin, Ni: Natriumdiäthyldithiocarbamat, Nitroso R-SaIz.
Der Farbbildner kann in dem gesamten Substrat des elektrolytischen
Aufzeichnungsmaterial vorliegen, jedoch wird im allgemeinen, falls das Bild auf der Anodenseite gebildet
wird, der Farbbildner lediglich in die kationische elektrisch leitende Harzschicht einverleibt, und falls das Bild auf
der Kathodenseite gebildet wird, wird der Farbbildner lediglich in"-die anodische elektrisch leitende Harzschicht einverleibt.
Der Farbbildner wird in die anionische oder kationische elektrisch leitende Harzschicht in ausreichender Menge zur
Ausbildung eines Bildes mit guten Kontrast einverleibt.
Bei den elektrolytischen Aufzeichnungsmaterialien unter Anwendung des Färbungsmechanisnus (a) ist es allgemein
günstig, das vorstehend aufgeführte .wasserlösliche anorganische Salz, beispielsweise Natriumchlorid, Ammoniumchlorid,
Ammoniumnitrat oder Alklinitrat einzuverleiben. Ferner ist
es auch möglich, Stabilisatoren, wie Thioharnstoff und Alkylderivate
hiervon, Oxidationsmittel, wie Alkalichlorate und
-perchlorate und Säuerungsmittel, wie Ameisensäure, Zitronensäure, Oxalsäure und Salzsäure entsprechend bekannten Ansätzen
einzuverleiben.
(b) Elektrolytisches Aufzeichnungsmaterial für einen Färbungsmechanismus unter Anwendung der Entladung von Ionen aus einer
Elektrode in Kontakt mit dem Aufzeichnungsmaterial.
Ein typischer Fall dieser Art ist der folgende:
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Polarität der Metall- Farbbildner Färbende Substanz und nadelelektrode ' Farbe derselben
Anode Kaliumiodid Jod-Stärke-Reaktions-
und Stärke produkt, tiefblau
Auch bei dem elektrolytischen Aufzeichnungsmaterial dieser Art kann der Farbbildner in das gesamte elektrisch
leitende Substrat oder lediglich in die kationische elektrisch leitende Harzschicht einverleibt werden. Da unter sauren
Bedingungen eine höhere Empfindlichkeit erhalten wird, kann ein Säuerungsmittel zusammen mit dem Farbbildner einverleibt
werden.
(c) Elektrolytisches Aufzeichnungsmaterial für einen Färbungsmechanismus unter Anwendung der Oxidation oder Reduktion
auf der Oberfläche einer in Kontakt mit dem Aufzeichnungsmaterial stehenden Elektrode
Geeignete Beispiele sind die folgenden:
Polarität der Metall- Farbbildner Färbende Substanz nadelelektrode und Farbe derselben
/Oxidation st ypj7
Anode Leucokristall- Kristallviolett,
ä , , . . , -, violett violett
/Reduktionstypy
Kathode 2,3,5-Triphenyl- Formazan-Farb-
tetrazonium- stoff, rot chlorid
Als Farbbildner vom Oxidationstyp können zusätzlich zu den vorstehenden Verbindungen verschiedene Leucofarbstoffe,
wie Leucoäthyl-Nilblau (blau), Leucomethylcaprylblau (blau),
Leuco toi uinbl au (violett),. Leuco diphenyl amin (violett), Leuco-K-methyldiphenylamin-p-sulfönsäure
(rötlich-violett), Leucophenylanthranylsäure
(rötlich violett), Methylviologen (violett), Leucosafranin T (rot), Leuco-indigosulfonsaure
(blau), Leucophenosafranin (rot), Leucomethylenblau (blau),
Leucodiphenylbenzidin, Leucoauramin (gelb), Benzoylleuco-
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methylenblau (blau)/Leucoerioglaucin A (gelbgrün bis rot),
Leuco-p-nitrodiphenylamin (violett) und Leuco diphenyl amines O1-diphenylcarbonsäure (bläulich-violett) verwendet werden.
Diese Leucofarbstoffe sind unter alkalischen Bedingungen
stabil, Jedoch unter sauren Bedingungen unstabil. Infolgedessen wird es bevorzugt, diese Leucofarbstoffe in Kombination
mit alkalischen Pufferungsmitteln, wie Formiaten, Acetaten,
Carbonaten, Tartraten, Bicarbonaten, Boraten und Phosphaten von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen einzusetzen.
Die Farbbildner dieser Art können gleichfalls in das gesamte elektrisch leitende Substrat oder in die kationische elektrisch
leitende Harzschicht allein einverleibt werden.
Als Farbbildner vom Reduktionstyp können zusätzlich zu dem 2,3,5-Triphenyltetrazoliumchlorid beispielsweise Tetrazoniumblau,
Tetrazoniumpurpur, Tetrazoniumviolett, 2,5-Diphenyl-3-(4-styrylphenyl)-tetrazoniumchlorid
und dgl. eingesetzt werden. Diese Tetrazoniumsalze können in das gesamte
elektrisch leitende Substrat oder in die anionische elektrisch leitende Harzschicht allein einverleibt werden.
In jedem Fall ist es, um den Kontrast des erhaltenen Bildes zu verbessern, möglich, einen weissen anorganischen
Füllstoff einzuverleiben.
(d) Elektrolytisches Aufzeichnungsmaterial für einen Färbungsmechanismus unter Anwendung örtlicher Änderungen des pH-Wertes
auf der Oberfläche einer Elektrode in Kontakt mit dem Aufzeichnungsmaterial
Geeignete Beispiele sind in Tabelle II gezeigt.
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Polarität der Metall- Farbbildner Färbende Substanz nadelelektrode und Farbe derselben
Kathode '' Diazoniumsalz Dimeres des Diazonium-
salzzersetzungsproduktes,
orange bis schwarz
Kathode aromatisches gebildeter Azofarb
primäres Amin,stoff, schwarz-braun
Kupplungskomponente und leitender Alkalinitratelektrolyt
Als Diazoniumsalze können die gewöhnlich bei den üblichen Wiedergabeverfahren vom Diazotyp eingesetzten Diazoniumsalze
verwendet werden, beispielsweise p-IT,ΪΓ-Dirnethylaminobenzoldiazoniumchlorid/Zinkchlorid-Doppelsalz,
4—Morpholinobenzoldiazoniumchlorid/Zinkchlorid-Doppelsalz
und p-N,Iir-Diäthylamino-2-5-dimethoxybenzoldiazoniumchlorid/Zinkchl
ο rid-Doppelsalz. Diese Diazoniumsalze können in Kombination
mit bekannten Stabilisatoren, wie Weinsäure oder Zitronensäure eingesetzt werden.
Als das als eine Komponente des letzteren Farbbildners in Tabelle II angegebene aromatische primäre Amin, können
die üblicherweise zur Herstellung von Diazoniumverbindungen für die Wiedergabe von Diazotyp eingesetzten Amine verwendet
werden, wie Anilin, Morpholin und IT,F-di-substituierte p-Phenylendiamine.
Diese Amine werden üblicherweise in der Form ihrer Hydrochloride eingesetzt. Als Kupplungskomponente
können Phenolderivate, Hydroxynaphthalinderivate und aktives Methylen enthaltende Verbindungen verwendet werden. Um eine
Vorkupplung zu verhindern, können Säuerungsmittel, wie sie
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vorstehend erwähnt sind, in Kombination mit den Farbbbildbildenden
Komponenten verwendet werden.
Das Diazoniumsalz oder die den Azofarbstoff bildenden
Komponenten können in das gesamte elektrisch leitende Substrat oder in die anionische elektrisch leitende Harzschicht
allein ein-verleibt werden. In diesem lall wird es bevorzugt, dass ein Harz vom starken Säuretyp oder vom Sulfonsäuretyp
als anionisches elektrisch leitendes Harz eingesetzt wird.
Diese vier Arten von elektrolytischen Aufzeichnungsmaterialien können für verschiedene Gebrauchszwecke entsprechend
den bekannten elektrolytischen Aufzeichnungsverfahren entsprechend den jeweiligen Färbungsiaechanismen angewandt
werden.
Eine Ausführungsfomn eines elektrolytischen Aufzeichnung
sverf ahrens unter Anwendung des Aufzeichnungsmaterials
gemäss der Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 4-erläutert.
Gemäss Fig. 4- sind eine Metallnadel 6 (Aufzeichnungselektrode) als Anode und eine Elektrodenplatte 7
(Kathode) mit einer Aufzeichnungssignalabgabeeinrichtung 8 verbunden. Ein elektrisch ansprechbares Aufzeichnungsmaterial
wird so angebracht, dass die beiden .Oberflächen des Aufzeichnungsmaterials
in Kontakt mit der Anode 6 bzw. der Elektrodenplatte 7 stehen. Wie aus Fig. 4- ersichtlich, besteht
dieses elektrisch ansprechbare Aufzeichnungsmaterial
aus einer kationischen elektrisch leitenden Harzoberflächenschicht 2' (Aufzeichnungsschicht), die einen Farbbildner
enthält, einem porösen Substrat 1 und einer anionischen elektrisch leitenden Harzschicht J.
Gemäss der Erfindung enthält diese Aufzeichnungsschicht 2' ein Chelatmittel oder reduzierendes Mittel, welches zur
Umsetzung mit dem Kation des Metalles als Anode fähig ist,
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so dass ein sichtbares Bild gebildet wird, oder einen Farbbildner,
der ein sichtbares Bild bei anodischer Oxidation bildet, wie ein Leucofarbstoff.
Bei dem in Fig. 4- gezeigten Aufzeichnungsverfahren wird
der elektrische Stromkreis über die Anode 6, die Aufzeichnungsschicht 2', das poröse Substrat 1, die anionische
elektrisch leitende Harzschicht 3 und die Elektrodenplatte geschlossen und entsprechend dem Aufzeichnungsstrom wird
ein sichtbares Bild auf der Aufzeichnungsschicht 21 zur
Erzielung der Aufzeichnung ausgebildet.
Bei dem in Fig. 5 gezeigten Aufzeichnungsverfahren sind
eine Metallnadel 9 und eine Elektrodenplatte 10 mit einer Aufzeichnungssignalabgabeeinrichtung 8 so verbunden, dass
die Metallnadel 9 als Kathode und die Elektrodenplatte 10 als Anodenplatte wirkt. Bei dieser Ausführungsform ist ein
elektrisch ansprechbares Aufzeichnungsmaterial so angebracht, dass die anionische elektrisch-leitende Harzschicht 31
(Aufzeichnungsschicht), die einen Farbbildner enthält, in .dem der Kathode 9 gegenüberstehenden Oberflächenteil vorliegt
und die kationische elektrisch leitende Harzschicht liegt in dem der Elektrodenplatte 10 gegenüber stehenden
Oberflächenteil vor.
Gemäss der Erfindung enthält diese Aufzeichnungsschicht
3* ein Tetrazoniumsalz, welches ein sichtbares Bild bei
kathodischer Reaktion bildet, eine einen Azofarbstoff durch Zersetzung in der Nachbarschaft einer Kathode bildenden
Verbindung oder einen anderen Farbbildner, wie ein Diazoniumsalz. Der elektrische Stromkreis wird über die Kathode 9»
die Aufzeichnungsschicht 3'? das poröse -Substrat 1, die .
kationische elektrisch leitende Harz schicht 2 und die Elektroöenplatte
10 gebildet und entsprechend dem Aufzeichnungsstrom wird "ein sichtbares Bild auf der Aufzeichnungsschicht 31
unter Ausbildung der Aufzeichnung au-"ebildet.
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Fig. 6 zeigt ein Zylinderrasteraufzeichnungsverfahren als Fall des elektrolyt!sehen Rasteraufzeichnungsverfahrens.
Eine Aufzeichnungsnadelelektrode 6 und eine leitende Trommel 12 sind mit einer Aufzeichnungssignalabgabeeinrichtung
8 so verbunden, dass die Nadelelektrode 6 als Anode und die Trommel 12 als Kathode arbeiten. Bei dieser Ausführungsform
ist das elektrisch ansprechbare Aufzeichnungsmaterial so angebracht, dass die kationische elektrisch leitende Harzschicht
21 (Aufzeichnungsschicht), die einen Farbbildner enthält, in dem der Anode 6 gegenüberstehenden Oberflächenteil
vorliegt und die anionische elektrisch leitende Harzschicht in dem mit der Trommel 12 als Kathode kontaktierten
Zustand vorliegt. Falls jedoch die Nadelelektrode als Kathode bei dieser Anordnung eingesetzt wird, wird die anionische
elektrisch leitende Harzschicht als Aufzeichnungsschicht
geschaltet und die kationische elektrisch leitende Harzschicht ist so angebracht, dass sie mit der Trommel als
Anode kontaktiert ist.
Fig. 7 zeigt ein ebenes Rasteraufzeichnungsverfahren
als weiteren Fall des elektrolytischen Rasteraufzeichnungsverfahrens. Bei dieser Ausbildungsform sind eine lineare
Aufzeichnungselektrode 13 als Anode und eine spiralförmige
Elektrode 14 als Kathode mit der Aufzeichnungssignalabgabeeinrichtung
8 verbunden. Ein elektrisch ansprechbares Aufzeichnungsmaterial ist so angebracht, dass die kationische
elektrisch leitende Harzschicht 2 ' als Aufzeichnungsschicht im Oberflächenteil der der Anode 13 gegenübersteht, vorliegt
und die anionische elektrisch leitende Harzschicht steht in Kontakt mit der spiralförmigen Elektrode 14 als Kathode.
Das elektrisch leitende Substrat gemäss der Erfindung
kann auch als elektrisch leitendes Substrat eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials verwendet werden. In
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diesem Fall wird eine bekannte photoleitende Schicht auf dem elektrisch leitenden Substrat gemäss der Erfindung ausgebildet.
Falls der eingesetzte Photoleiter für eine negative Ladung geeignet ist, beispielsweise Zinkoxid, wird die photoleitende
Schicht ,auf der mit dem kationischen elektrisch leitenden Harz überzogenen Oberfläche ausgebildet. Falls
andererseits der eingesetzte Photoleiter für positive Ladung geeignet ist, beispielswiese Polyvinylcarbazol, wird die
photoleitende Schicht auf der mit dem anionischen elektrisch leitenden Harz überzogenen Oberfläche ausgebildet. Falls
diese Anordnung angewandt wird, werden bessere Ergebnisse hinsichtlich der nachfolgend abgehandelten Ladungseigenschaften
erhalten.
Für die Ausbildung der photoleitenden Schicht werden anorganische Photoleiter, wie photoleitendes Zinkoxid und
photoleitendes Titanoxid und organische Photoleiter, wie Polyvinylcarbazol angewandt, welche gewünsehtenfalls in
Harzbindern mit elektrisch-isolierender Eigenschaft (mit
Λ /ι
einem VoIumeneigenwiderstand höher als 10 χ 10 XL-cm)
dispergiert sein können, beispielsweise Kohlenwasserstoff-Homopolymeren und -Copolymeren, wie Polyolefinen, Polystyrol
und Styrol-Butadien-Copolymeren, Vinylhomopolymere und -copolymere, wie Polyacrylsäureestern und Vinylacetat-Vinylchlorid-Copolymere,
Alkydharze, Melaminharze und Epoxyharze. Kombinationen und Ansätze dieser Photoleiter und
Binderharze sind für die Fachleute bekannt und sämtliche derartigen Kombinationen und Ansätze können erfindungsgemäss
angewandt werden.
Ein typischer Fall für eine Überzugsmasse für die Ausbildung einer photoleitenden Schicht, welche bevorzugt auf
ein elektrisch leitendes Substrat gemäss der Erfindung angewandt wird, ist der folgende:
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55 "
Photoleiter
Elektrisch-isolierendes Binderharz
Plio to sensibilisator
lösungsmittel
100 Gew.teile
15 bis 25 Gew.teile
— -5
5 x 10 bis 5 Gew.teile
5 x 10 bis 5 Gew.teile
10
-2
50 bis 100 Gew.teile.
Die die photoieitende Schicht bildende überzugsmasse
wird in einem aromatischen Lösungsmittel, wie Benzol, Toluol und Xylol gelöst oder dispergiert und die Lösung
oder Dispersion auf die elektrisch-leitende Harzoberfläche des elektrisch leitenden Substrates in einer Menge von
20 bis 30 g/m , als Feststoff, aufgezogen.
Falls das elektrisch leitende Substrat gemäss der Erfindung für ein elektro-photographisches Aufzeichnungsmaterial
angewandt wird, treten zusätzlich zu den vorstehenden* -Vorteilen verschiedene, für die Ausführung der
elektro-photographischen Aufzeichnung wirksame Vorteile auf. Wie z. B. in den nachfolgend gegebenen Beispielen G und H
gezeigt, hat das elektro-photographische Aufzeichnungsmaterial
unter Einschluss des elektrisch leitenden Substrates gemäss der Erfindung ein-weit höheres Anfangspotential,
restliches Dunkelabfallverhältnis und Empfindlichkeit gegenüber solchen Aufzeichnungsmaterialien unter Einschluss
eines bekannten elektrisch leitenden Substrats. Falls deshalb das elektro-photographische Aufzeichnungsmaterial
gemäss der Erfindung eingesetzt wird, können elektro-photographische Wiedergaben von hohem Kontrast und hoher Konzentration
erhalten werden.
Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform, bei der die vorliegende Erfindung auf ein elektro-photographisches lichtempfindliches
Papier angewandt wird. Gemäss Fig. 8 wird bei einem einer negativen Koronaentladung auszusetzenden elektrophotographisch
empfindlichen Papier eine photoleitende
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Schicht 15 auf der kationischen elektrisch leitenden Harzschicht
2, die in einem Oberflächenteil eines Trägers 1 ausgebildet ist, ausgebildet und eine anionische elektrisch,
leitende Harzschicht wird in dem anderen Oberflächenteil
des Trägers 1 ausgebildet. Im Pail einer positiven Koronaentladung
wird die lichtempfindliche Schicht I5 auf der anionischen elektrisch leitenden Harzschicht ausgebildet und
die kationische elektrisch leitende Harzschicht wird auf dem anderen Oberflächenteil des Trägers 1 ausgebildet.
Dann wird die mit einer bestimmten Polarität geladene
photoleitende Schicht an ein Muster aktinischer Strahlung
zur Bildung eines elektrostatischen latenten Bildes ausgesetzt
und das elektrostatische latente Bild wird mit einem mit der entgegengesetzten Polarität geladenen Toner direkt
oder nach der Übertragung auf ein weiteres Substrat kontaktiert, um dadurch das sichtbare Tonerbild auszubilden.
Ferner kann das elektrisch leitende Substrat gemäss der
Erfindung als elektrisch leitendes Substrat eines elektro-' statischen Aufzeichnungsinaterials verwendet werden. In diesem
Pail wird eine dielektrische Schicht auf dem elektrischleitenden Substrat gemäss der Erfindung mit der vorstehend
aufgeführten neuen Mehrschichtverteilungsstruktur gebildet. Es wird bevorzugt, dass, falls die elektrostatische Aufzeichnung
mit Ladungen einer positiven Polarität ausgeführt wird, die dielektrische Schicht auf der mit dem kationischen
Harz überzogenen Oberfläche ausgebildet wird und dass, falls die elektrostatische Aufzeichnung mit Ladungen von negativer
Polarität ausgeführt wird, die dielektrische Schicht auf der mit dem anionischen Harz überzogenen Oberfläche ausgebildet
wird.
Zur Bildung der dielektrischen Schicht werden in der
Reihenfolge ihrer Bedeutung ein Vinylchlorid-Vinylacetat-
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Copolymeres, ein Methacrylharz, ein Vinylätherharz oder
ein Vinylacetat-'Crotonsäureharz angewandt. Diese Substanzen werden in Form einer Lösung in Tetrahydrofuran, Methyläthylketon
oder einem aromatischen Kohlenwasserstoff als Lösungsmittel zu einer Trockenstärke von 7 bis 15 Mikron
aufgezogen.
Fig. 9 erläutert eine Ausführungsform, bei der die Erfindung auf ein elektrostatisches Aufzeichnungspapier
angewandt wird. Falls die Aufzeichnung unter Anwendung einer negativen Spannung durchgeführt wird, wird die dielektrische
Schicht 16 auf der auf einem Oberflächenteil des Trägers 1
ausgebildeten anionischen elektrisch leitenden Harzschicht gebildet und eine kationische elektrisch leitende Harzschicht
2 wird in dem anderen Oberflächenteil des Trägers 1 ausgebildet. Falls eine positive Spannung zur Aufzeichnung angewandt
wird, wird die dielektrische Schicht 16 auf der kationischen elektrisch leitenden Harzschicht ausgebildet.
Ein elektrostatisches latentes Bild wird auf der dielektrischen Schicht 16 gebildet und dieses wird mit einer
gegenüber derjenigen des elektrostatischen latenten Bildes' umgekehrten Polarität geladenen Toner kontaktiert, so dass
ein sichtbares Tonerbild ausgebildet.wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der folgenden Beispiele erläutert, die in keiner Weise die Erfindung begrenzen.
Ein kationisches elektrisch leitendes Harz (ECR-34- der
Dow Chemical) und ein anionisches elektrisch leitendes Harz (Oligo-Z der Tomoegawa Seishi) wurden jeweils in Form einer
wässrigen Lösung mit einer Konzentration von 5 bis 15 Gew.% auf beide Oberflächen eines Papiers hoher Qualität mit einer
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Stärke von 90 Mikron unter Anwendung eines Drahtbügels aufgezogen
und es wurde der Volumeneigenwiderstand je aufgezogener
Einheitsmenge (g/m ) bestimmt, wobei die in Fig. gezeigten Ergebnisse erhalten wurden. Die Bestimmung wurde
durchgeführt, nachdem die Trocknung bei 80° C während 5 bis 6 Minuten durchgeführt worden war und die Probe während
48 Stunden in einer Atmosphäre mit einer relativen Feuchtigkeit von 60 % stehengelassen worden war. Die durch Überziehen
der beiden Oberflächen mit dem gleichen Harz gebildeten Proben und die durch Überziehen der beiden Oberflächen jeweils
mit ECR-34 bzw. Oligo-Z gebildeten Proben wurden untersucht.
Die Bestimmung erfolgte hinsichtlich sowohl der vorderen als auch der rückwärtigen Verbindung. Das heisst,
es wurden die folgenden vier Anordnungen angewandt:
Probe
Haupt-
Kationische Fläche/ kationische Fläche
anionische Fläche/
anionische Flache
kationische Fläche/ anionische Fläche
Hauptelektrode kationische Fläche/ (negativ) anionische Fläche
Gegenelektrode (negativ)
Gegenelektrode (positiv)
(vordere)
d (rückseitig)
Bei der Durchführung der Bestimmung wurde eine Spannung von 10 V während 60 Sekunden angelegt und an dieser Stelle
der Wert der elektrischen Stromstärke (praktisch konstanter Zustand des elektrischen Stromes) gemessen und zur Berechnung
ausgenützt. Zur Verbesserung der Bestimmungsgenauigkeit wurde zur Bestimmung eine mit einer Führelektrode
ausgerüstete Ereiselektrode verwendet. Die Beziehung zwi-
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sehen der aufgezogenen Menge und dem "Volumeneigenwiderstand
ergibt sich aus Fig. 10.
Falls die Polarität der Elektrode mit der Ladungspolarität des elektrisch leitenden Harzes übereinstimmt(vordere
Verbindung), wurde eine Verringerung des Widerstandes beobachtet. In der Fig. 10 zeigen die Kurven a und b die hinsichtlich
der Proben a und b, die die beiden Oberflächen mit dem gleichen Harz (Oligo-Z oder ECR-34-) überzogen hatten,
erhaltenen Ergebnisse und die Kurven c und d zeigen die hinsichtlich der Proben c und d, die die beiden Oberflächen mit
unterschiedlichen Harzen (Oligo-Z und ECR-34·) überzogen hatten,
Jeweils erhaltenen Ergebnisse. Bei der Probe c war die kationische Fläche (ECR-34-) an der der Hauptelektrode als
.Anode gegenüberstehenden Seite (Vorwärtsrichtung) angebracht und in der Probe d war die kationische Fläche (ECR-34)
an der der Hauptelektrode als Kathode gegenüberstehenden Seite (Umkehrverbindung) angebracht.
Ein Hochqualitätspapier wurde in eine Lösung mit 5 Gew.% eines kationischen elektrisch leitenden Harzes
(ECR-34-) in 1 1 eines Mischlösungsmittels im Verhältnis 1 :
aus Wasser und Methanol mit einem Gehalt'von 30 ml Glycerin
eingetaucht, worauf an Luft getrocknet wurde und das Papier in eine in gleicher Weise hergestellte Lösung eines anionischen
elektrisch leitenden Harzes (Oligo-Z) eingetaucht wurde und anschliessend getrocknet wurde. In dem Papier wurde
ein Polysalζ in einer Menge von etwa 3>2 g/m durch die
Struktur mittels der vorstehenden Eintauchbehanldung ausgebildet.
·
Die auf diese Weise behandelten Papiersubstrate wurden mit wässrigen Lösungen von 10 Gew.% der elektrisch leitenden
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Harze in Aufzugsmengen von etwa 3 g/m » wie in Tabelle ill
ersichtlich., überzogen. Die auf diese Weise hergestellten Proben wurden während 48 Stunden in einer Atmosphäre mit
einer relativen Feuchtigkeit von J>0 %, 60 % bzw. 84 %
stehengelassen und der Volumeneigenwiderstand wurde hinsichtlich Jeder Probe bestimmt, wobei die in Fig. 11 aufgeführten
Ergebnisse erhalten wurde.
Probe Der Hauptelektrode Der Gegenelektrode
gegenüberstehende gegenüberstehende
Fläche (positive Fläche (negative
Elektrode) Elektrode
Verbindung
a b c d
Oligo-Z ECR-34 Oligo-Z
ECT-34
Oligo-Z ECR-34 ECR-34 Oligo-Z
umgekehrt vorwärts
Wie sich aus den Werten der Fig. 11 ergibt, wird, falls die Polarität der Elektrode übereinstimmend mit der Ladungspolarität des Harzes gemacht 'wird, der elektrische Widerstand
verringert und auch die Feuchtigkeitsabhängigkeit des elektrischen Widerstandes, d. h. die elektrische Leitfähigkeit,
wird verringert. . -
Eine Methanollösung mit 10 Gew.% (löslich in Methanol,
jedoch unlöslich in Wasser) eines katior.ischen elektrisch leitenden Harzes (Elecond PQ-50B der Soken Chemical) und
eine wässrige Lösung mit 10 Gew.% eines anionischen elektrisch leitenden Harzes (Elecond PQ-A3 der Soken Chemical) wurden
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auf Papiersubstrate von hoher Qualität in aufgezogenen Men-
gen von 3 bis 3»5 g/m auf eine Oberfläche aufgezogen. Die
Drahtseite jeder Probe wurde mit der Hauptelektrode (Anode)
verbunden und der Volumeneigenwiderstand wurde in der gleichen Weise wie in den vorstehenden Beispielen bestimmt
und die in Tabelle IV aufgeführten Ergebnisse wurden erhalten.
Papiersubstrat von hoher Volumeneigenwiderstand (Q.-cm)
Qualität (bestimmt bei 30 % relativer
Drahtseite Filzseite Feuchtigkeit)
PQ-5OB PQ-5OB 4,3 x 1011
PQ-A3 PQ-A3 ' 2,7 χ 1012
in PQ-5OB PQ-A3 9,1 x 10
Wenn zum Vergleich die Polarität der Hauptelektrode
umgekehrt zur Ladungspolarität des elektrisch leitenden Harzes gemacht wurde, betrug der Volumeneigenwiderstand
1,1 x. 1012H-cm.
Papier hoher Qualität wurde mit einer wässrigen Lösung mit 10 Gew.% Ammoniumchlorid imprägniert und an der Luft
bei 80 C während 5 Hinuten getrocknet. Dann wurden die
beiden Oberflächen des Papieres mit einer wässrigen Lösung mit 10 Gew.% ECH-34 (kationisches elektrisch leitendes
Harz) bzw. Oligo-Z (anionisches elektrisch leitendes Harz) in Kationen-Kationen- und Kationen-Anionen-Kombinationen
überzogen und dann getrocknet. Die dabei erhaltenen Proben wurden während 48 Stunden in einer Atmosphäre mit relativer
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Feuchtigkeit von 30 oder 60 % ruhig stehengelassen. Die
kationische Fläche wurde mit der Hauptelektrode als positiver
Elektrode kontaktiert und der Volumeneigenwiderstand wurde bestimmt, wobei die in Tabelle V aufgeführten Ergebnisse
erhalten wurden.
30 % relative 60 % relativer Feuchtigkeit Feuchtigkeit
ECE-3VEGT-34 6,8 χ 108 5,5 χ 107
(Wassergehalt (Wassergehalt = 3,8 g/m2) = 5,9 /^)
ECR~3V01igo-Z 9,3 x ΊΟ7 9,3 x 106
(Wassergehalt (Wassergehalt = 3,7 g/m2) = 5,8 g/m2)
Aus den vorstehenden Werten ergibt sich deutlich, dass, falls die Polarität der Elektrode übereinstimmend mit der
Ladungspοiaritat gemacht wird, der elektrische Widerstand
und dessen Feuchtigkeitsabhängigkeit verringert werden können.
Die beiden in Beispiel 4 verwendeten Harzlösungen wurden miteinander vermischt. Da die Mischung trübe wurde und
weisse Niederschläge gebildet wurden, war der Überzugsarbeitsgang mit diesem Gemisch unmöglich.
Die Verfahren von Beispiel 4 wurden in der gleichen
Weise wiederholt, wobei jedoch die beiden Harze in Form
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einer Lösung mit 10 Gew.% in Methanol aufgetragen wurden.
Nachdem die Proben ruhig während 48 Stunden in einer Atmosphäre einer relativen Feuchtigkeit von 30 % oder 60 %
stehengelassen worden waren, wurde der Volumeneigenwiderstand gemessen und es wurden die in Tabelle VI aufgeführten
Ergebnisse erhalten.
Harzkombination Volumeneigenwiderstand ( -cm)
30 % relative 60 % relative
Feuchtigkeit Feuchtigkeit
ECE-34-/ECR-34 1,7 χ 10° 2,0 χ 108
(Wassergehalt (Wassergehalt = 4,0 g/m^) = 6,0 g/m2)
ECR-3Vpiigo-Z 2,0 χ 106 8,4 χ 107
(Wassergehalt (Wassergehalt = 3,9 g/m2) =5,8 g/m2)
Es ergibt sich aus den vorstehenden Ergebnissen, dass, falls Methanol als Lösungsmittel verwendet wird, der Widerstand
um eine Ziffer höher ist, als wenn Wasser verwendet wird (Beispiel 4), obwohl der Wassergehalt bei dem gleichen
Wert gehalten wird.
Eine Oberfläche eines Hochqualitätspapieres wurde mit einer wässrigen Lösung von 10 Gew.% eines kationischen
elektrisch leitenden Harzes (ECR-34) überzogen und die andere Oberfläche wurde mit einer wässrigen Lösung mit
10 Gew.% eines anionischen elektrisch leitenden Harzes (Elecond PQ-A) überzogen, worauf getrocknet wurde. Die auf-
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gezogene Menge jedes Harzes betrug 4·,5 g/m . Die Spannungs-Stromstärkekurve
wurde unter den Bedingungen einer Temperatur von 20° C und einer relativen Feuchtigkeit von 58 %
erhalten und es wurden die in Fig. 12 aufgeführten Ergebnisse erhalten. Zum Vergleich wurde das kationische elektrisch
leitende Harz allein auf beide Oberflächen aufgezogen (Vergleichsbeispiel 1) und das anionische elektrisch
leitende Harz allein auf beide Oberflächen aufgezogen (Vergleichsbeispiel 2). Die hinsichtlich dieser Vergleichsbeispiele
erhaltenen Ergebnisse sind gleichfalls in Fig. 12 gezeigt. In Fig. 12 zeigt die Kurve a die Ergebnisse von
Beispiel 7» die Kurve b zeigt die Ergebnisse des Vergleichsbeispiels 1 und die Kurve c zeigt die Ergegnisse des Vergleichsbeispiels
2.
Aus den Werten der Fig. 12 zeigt sich klar, dass das elektrisch leitende Substrat gemäss der Erfindung typische
.Rektifiziereigenschaften besitzt.
Ein Hochqualitätspapier mit einer Stärke von 90 Mikron
wurde in eine wässrige Lösung mit 10 Gew.% Natriumnitrat eingetaucht und bei 80° G während 5 Minuten getrocknet.
Eine Aufzeichnungsschicht wurde auf"der Drahtseitenoberfläche
unter Anwendung eines den Farbbildner enthaltenden kationischen elektrisch leitenden Harzes mit der nachfolgend
angegebenen Zusammensetzung in einer aufgezogenen Menge
von 14 g/n auf Trockenbasis ausgebildet und die Filzseitenoce
-Tiäche wurde mit einer wässrigen Lösung eines anionischen
elektrisch leitenden Harzes (Oligo-Z) in einer aufgezogenen
Menge von 3^3 g/E auf Trockenbasis überzogen und bei 80 C
während 5 Minuten getrocknet, so dass das Aufzeichnungspapier erhalten wurde.
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original
Überzugsmasse zur Bildung der Aufzeichnungsschicht: Titanoxid 6 Gew.teile
ECT-34- (33,5 %ige wässrige
Lösung) 18 Gew.teile
Natriumnitrat 1,3 Gew.teile
Benzoylleuco'methylenblau 1,5 Gew.teile Methanol 20 Gew.teile
Wässrige Lösung mit
1 Gew.% Natriumhydroxid 10 Gew.teile
Ein Gemisch mit der vorstehenden Zusammensetzung wurde während 10 Stunden in einer Kugelmühle zur Bildung eines
Überzugsmasse dispergiert. Das anionische elektrisch leitende Harz wurde mit einer wässrigen Lösung mit 1 Gew.% Natriumhydroxid
verdünnt und wurde in Form einer wässrigen Lösung mit 10 Gew.% verwendet.
Zum Vergleich wurde die Filzseitenoberflache mit einer
wässrigen Lösung mit 10 Gew.% von EGR-J1+ (hergestellt unter
Anwendung einer wässrigen Lösung mit 1 Gew.% Natriumhydroxid) überzogen.
Das auf diese Weise hergestellte Aufzeichnungspapier
wurde auf einer Metalltrommel befestigt und eine Gleichstromspannung
von 300 V wurde unter Anwendung einer Nadelelektrode
(rostfreier Stahl) als Anode und die Trommel als Kathode angelegt. Die Aufzeichnung wurde bei einer relativen
Feuchtigkeit von 60 % und einer Aufzeichnungsgeschwindigkeit von 50 cm/Sek. durchgeführt. Die Reflexionsdichte
betrug 0,3 im Fall des erfindungsgemässen Aufzeichnungspapiers,
während die Reflexionsdichte 0,2 im Fall der Vergleichsprobe betrug.
In der gleichen Weise wie in Beispiel A wurde eine '
Aufzeichnungsschicht unter Anwendung der folgenden überzugs-
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massen zur Ausbildung der Aufzeichnungsschicht und leitenden
Schichten hergestellt.
Zusammensetzung zur Bildung der Aufzeichnungsschicht (Drahtseite)
:
EGR-34 ·. 18 Gew.teile
Natriumnitrat 1,0 Gew.teile
Leucokristallviolett 1,5 Gew.teile
Methanol 20 Gew.teile
Wässrige Lösung mit
1 Gew.% Natriumhydroxid 10 Gew.teile
Überzugsmasse für die leitende Schicht (Filzseite): Erfindungsgemäss: Wässrige Lösung mit 10 Gew.% eines
anionischen elektrisch leitenden Harzes (PQ-A der Soken Chemical) Vergleich: Wässrige Lösung mit 10 Gew.% eines kationischen
elektrisch leitenden Harzes (ECT-34) Die Aufzeichnung erfolgte unter den gleichen Bedingungen
wie in Beispiel A. Im EaIl des Aufzeichnungspapiers gemäss der Erfindung betrug die Reflexionsdichte 0,45,
während im Pail der Vergleichsprobe die Reflexionsdichte 0,3 betrug.
Überzugsmasse zur Bildung der Aufzeichnungsschicht (Drahtseite) :
Erfindungsgemäss: 2 Gew.teile 2,3,5-Triphenyltetrazolium-
chlorid (nachfolgend mit TTG bezeichnet) wurden in 100 Gew.teiLen einer wässrigen
Lösung mit 10 Gew.% eines anionischen elektrisch leitenden Harzes (Oligo-Z) gelöst.
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Vergleich: 2 Gew.teile TTC wurden in 100 Gew.teilen einer
wässrigen Lösung mit 10 Gew.% eines kationischen elektrisch leitenden Harzes (ECR-34) gelöst.
Überzugsmasse zur Bildung der leitenden Schicht (Filzseite); Lösung mit 10 Gew.% eines kationischen elektrisch leitenden
Harzes (PQ-10W der Soken Chemical) in einem Mischlösungsmittel
im Verhältnis 6 : 4- aus Wasser und Methanol. Die vorstehenden Überzugsmassen wurden auf die jeweiligen
Oberflächen eines Hochqualitätspapieres mit einer Stärke von 90 Mikron mittels eines Drahtbügels aufgezogen
und das überzogene Papier wurde bei 80° C während 5 Minuten getrocknet. Das auf diese Weise hergestellte Aufzeichnungspapier wurde in einer Atmosphäre mit einer relativen Feuchtigkeit
von etwa 50 % während 2 Stunden stehengelassen und an einer Metalltrommel befestigt. Eine Gleichstromspannung
von 300 V wurde unter Anwendung einer Nadelelektrode als
Kathode und der Trommel als Anode angelegt und die Aufzeichnung wurde mit einer Aufzeichnungsgeschwindigkeit von
50 cm/Sek. durchgeführt. Im Fall des erfindungsgemässen
Aufzeichnungspapieres betrug die Reflexionsdichte 0,25,
während im Fall der Vergleichsprobe die Reflexionsdichte 0,13 betrug.
Ein Hochqualitätspapier wurde in eine wässrige Lösung mit 3 Gew.% Glycerin eingetaucht und bei 80° C während
5 Minuten getrocknet. Die DrahtSeitenfläche des Papiers
wurde mit der folgenden Überzugsmasse überzogen und getrocknet :
Wässrige Lösung mit 10 Gew.%
PQ-10W (kationische elektrisch
leitendes Harz) .:* .··'.. '10 Gew.teile
609848/0922
i-Formyl-4-methylthio semi-
carbazid 0,5 G-ew.teile
Natriumchlorid 5 Gew.teile
Methanol 2 Gew.teile
Wasser 20 Gew.teile
Dann wurde die Filzseite des Papieres mit einer Lösung mit 10 Gew.% einer anionischen elektrisch leitenden Harzes
(PQ-A) in einem Mischlösungsmittel im Verhältnis 1 : 1 aus Wasser und Methanol (erfindungsgemäss) oder einer
Lösung mit 10 Gew.% eines kationischen elektrisch leitenden Harzes (Chemistate 6200 der Sanyo Kasei) in einem Mischlösungsmittel
im Verhältnis 1 : 1 aus Wasser und Methanol (Vergleich) überzogen und das überzogene Papier bei Raumtemperatur
getrocknet. Der Wassergehalt betrug etwa 10 %. Das auf diese Weise hergestellte Aufzeichnungspapier
wurde der Aufzeichnung in der gleichen Weise wie in Beispiel A unter einer Aufζeichnungsspannung von 100 V unter Anwendung
einer Eisennadelelektrode unterzogen. Im Fall des erfindungsgemässen Aufzeichnungspapieres betrug die Reflexionsdichte
0,8, während im Fall der Vergleichsprobe die Reflexionsdichte 0,57 betrug.
Die Drahtseitenfläche des Papier von gleich hoher Qualität wie in Beispiel D wurde mit der folgenden Überzugsmasse
überzogen und getrocknet:
Wässrige Lösung mit 10 Gew.% des kationischen elektrisch lei-•
tenden Harzes (CF-261 der Carbon Co.) 10 Gew.teile
Rubeansäure o,55
Ammoniuschlorid 3
609846/09 2 2
Äthanol 7
Wasser .13
Die PilzSeitenfläche des Papieres wurde dann mit der
gleichen elektrisch leitenden Harzlb'sung wie in Beispiel D (erfindungsgemäss oder Yergleichslösung) überzogen und das
überzogene Papier bei Raumtemperatur getrocknet. Der Wassergehalt betrug etwa 10 %. In der gleichen Weise wie" in
Beispiel D wurde das Aufzeichnungspapier einer Aufzeichnung unter Anwendung einer Kupfernadelelektrode unterzogen. Im
Fall des erfindungsgemässen Aufzeichnungspapieres betrug die Reflexionsdichte 0,7, während im Fall der Vergleichsprobe die Reflexionsdichte 0,5 betrug.
Ein Hochqualitätspapier wurde in eine wässrige Lösung mit 3 Gew.% Polyäthylenglykol eingetaucht und bei 80° C
während 5 Minuten getrocknet. Die DrahtSeitenfläche des
Papieres wurde mit der folgenden Überzugsmasse überzogen und getrocknet: . ■
Wässrige Lösung mit 10 Gew.%
Chemistat 6200 (kationisches :
elektrisch leitendes Harz) 10 Gew.teile
Ή at rium fο rmaldehyd sulfοxylat 2,3
Natriumformiat . 0,4-5
Kaliumnitrat 0,2
Wasser 20
Die Filzsejtenflache des Papieres wurde dann mit der
gleichen elektrisch leitenden Harzlösung wie in Beispiel D (erfindungsgemässe Lösung oder Yergleichslösung) überzogen
und das überzogene Papier bei Raumtemperatur getrocknet.
609846/0922 OBlGiNAl
Der Wassergehalt betrug etwa 10 %. In der gleichen Weise
wie in Beispiel D wurde das Aufzeichnungspapier einer Aufzeichnung
unter Anwendung einer Silbernadelelektrode unterworfen. Im Fall des erfindungsgemässen Aufzeichnungspapiers
betrug die Reflexionsdichte 0,82, während im Fall der Vergleichsprobe der Reflexionsdichte 0,63 betrug.
Die folgenden Komponenten wurden während 6 Stunden in einer Kugelmühle pulverisiert und die erhaltene Masse auf
die DrahtSeitenfläche des nachfolgend geschilderten Trägers
aufgezogen, worauf getrocknet wurde und ein elektrophotographisches Aufzeichnungspapier erhalten wurde. Die aufgezogene
Menge betrug etwa 30 g.
Überzugsmasse:
Überzugsmasse:
Zinkoxid 10 Gew.teile
Acrylharz (Acrydic A—4-58 der
Dainippon Ink, Fe st stoff gehalt
= 50 %) 3 Gew.teile
Acrylharz (Acrydic A-4-52) 1 Gew. teil
Rose Bengale (Lösung von 100 mg
in 50 ml Methanol) . _. 1 Gew.teil
Toluol 10 Gew.teile
Der Träger wurde durch Aufziehen von wässrigen Lösungen mit 10 Gew.% eines kationischen elektrisch leitenden Harzes
(ECR-32O und eines anionischen elektrisch leitenden Harzes
(Oligo-Z) auf die Oberflächen eines Hochqualitätspapieres
mit einer Stärke von 90 Mikron in einer Aufzugsmenge von
etwa 3,5 g/m auf einer Oberfläche (auf Trockenbasis) hergestellt. Die vorstehende lichtempfindliche überzugsmasse wurde
auf die DrahtSeitenfläche des auf diese Weise überzogenen
Papieres aufgetragen. Kombinationen der auf das Hochquali-
609846/0922
tätspapier aufgezogenen Harze sind nachfolgend angegeben:
Probe ITr. | Drahtseite | Filzseite |
1 | ECR-34 | ECR-34 |
2 | ECR-34 | Oligo-Z |
3 | ,Oligo-Z | ECR-34 |
4 | Oligo-Z | Oligo-Z |
Die auf diese Weise hergestellten lichtempfindlichen Papiere wurden im Dunkeln bei Raumtemperatur und normaler
Feuchtigkeit über Nacht stehengelassen und ihre Ladungseigenschaften wurden mit einem Oberflachenpotentialmeter,
Modell SP-428 der Eawaguchi Denki (dynamisches System: + 5
KV, angelegt während 5 Sekunden und nach 40 Sekunden Dunkelabfall
wurde die Probe an 20 Lux ausgesetzt) bestimmt,
wobei die in Tabelle VII aufgeführten Ergebnisse erhalten wurden.
wobei die in Tabelle VII aufgeführten Ergebnisse erhalten wurden.
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Probe Nr.
Anfangs- Dunkelabfallpotential Res
(V)
(V)
1 | 600 | |
co | 2 | 645 |
ο | ||
Cß | 3 | 560 |
σο | ||
4 | 540 | |
CO | ||
O | ||
ro | ||
ΙΌ |
93,5 94,0
94,8 95,4
Positive | Ladung | Halbierts- | |
Halbwerts- | Anfangs | Dunkelabfall- | belientungε |
belichtungs- | potential | Re stverhältni s | πί enge |
menge | (V) | (%) | (Lux.Sek.) |
(Lux.Sek.) | — | ||
23 | 60 | 33,3 | - |
21 | 65 | 33,6 | 20 |
21 | 315 | 73,Ό | 23 |
21 | 260 | '63,1 | |
Aus den vorstehenden Werten ergibt sich klar, dass die Ladungseigenschaften verbessert werden können, wenn
im Fall der negativen Aufladung, die lichtempfindliche Schicht auf der mit dem kationischen Harz überzogenen Oberfläche
gebildet wird und das anionische Harz auf der anderen Oberfläche verteilt wird und im EaIl der positiven
Aufladung die lichtempfindliche Schicht auf der mit anionischem Harz überzogenen Oberfläche gebildet wird und das
kationische Harz auf der anderen Oberfläche verteilt wird.
Die gleiche lichtempfindliche Masse wie in Beispiel G wurde an die DrahtSeitenfläche eines Trägers aufgezogen,
der in der nachfolgend angegebenen Weise behandelt worden war, worauf zur Herstellung des elektrophotographxsch
empfindlichen Papiers getrocknet wurde. Elektrisch leitende Harze wurden in Form von wässrigen Lösungen mit 10 Gew.%
verwendet.
Probe Nr. Drahtseite Filzseite
1 Chemistat 60$9 Chemistat 6039
2 Chemistat 6039 Chemistat 6120
3 Chemistat 6120 Chemistat 6039
4 Chemistat 6120 Chemistat 6120
Die auf diese Weise hergestellten lichtempfindlichen Papiere wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel G
untersucht und die in Tabelle VIII aufgeführten Ergebnisse wurden erhalten.
609846/0922
Probe Nr. | Negative Ladung | Dunkelabfall- Restverhältnis |
Tabelle VIII | Po | sitive Ladung | Halbwerts- belichtungs- menge (Lux ..Sek.) |
\ VJl P I |
|
Anfangs- potential (V) |
94,3 | Anfangs potential (V) |
Dunkelabfall - Eestverhältnis (%) |
M. | ||||
1 | 620 | 94,3 | Halbwerts- belichtungs- menge (Lux.Sek.) |
100 | 30,0 | - | ||
CVJ | ^40 | 94,5 94,8 |
22 | 116 | 32,8 | 1? 20 |
||
3 4 |
530 530 |
20 | 270 118 |
61,1 42,2 |
||||
8098J | 19 20 |
|||||||
i6/092 | ||||||||
Aus den in Tabelle VIII aufgeführten Werten ist ersichtlich, dass gleiche Effekte wie in Beispiel G in diesem
Beispiel erhalten werden.
Die DrahtSeitenfläche eines Hochqualitatspapieres wurde
mit einem kationischen elektrisch-leitenden Harz (ECR-3Zi-)
überzogen und die Pilzseitenfläche wurde mit einem anionischen elektrisch-leitenden Harz (Oligo-Z) zur Bildung eines
elektrisch leitenden Trägers überzogen.
Eine Lösung in Tetrahydrofuran mit 15 Gew.% eines Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymeren (Eslec C der Sekisui
Chemical) wurde auf die mit dem anionischen Harz überzogene Oberfläche des Trägers aufgezogen und anschliessend getrocknet,
so dass ein elektrostatisches Aufzeichnungspapier
mit einer dielektrischen Schicht mit einer Stärke von 10 Mikron erhalten wurde. Die Aufzeichnung wurde unter Anwendung
einer negativen Spannung unter Anwendung einer üblichen Paksimilevorrichtung
für die elektrostatische Aufzeichnung durchgeführt. · '
Ein Aufzeichnungsbild mit einer Aufzeichnungsdichte von
1,5 wurde erhalten.
609846/0922
Claims (12)
- PatentansprücheElektrisch, leitendes Substrat für ein elektrisch ansprechbares Aufzeichnungsmaterial, bestehend aus einem porösen Substrat und einer Schicht mindestens eines elektrischen Leiters aus der Gruppe von kationischen Leitern und anionischen Leitern, wobei die Leiterschicht in dem porösen Substrat über die gesamte Richtung der Stärke desselben, die sich von einer Oberfläche des porösen Substrates zu der anderen Oberfläche des porösen Substrates erstreckt, ausgebildet ist, wobei die Leiterschicht eine Mehrschichtverteilungsstruktur aus (a) einer Schicht eines überwiegend in einem Oberflächenteil des porösen Substrates verteilten kationischen elektrisch leitenden Harzes, (b) einer Schicht eines überwiegend in dem anderen Oberflächenteil des porösen Substrates verteilten anionischen elektrisch leitenden Substrates und (c) einer Schicht eines Polysalzes aus dem kationischen elektrisch leitenden Harz und dem anionischen elektrisch leitenden Harz zwischen den beiden elektrisch leitenden Harzschichten (a) und (b) in solcher stellungsmässiger Beziehung aufweist, dass die Polysalzschicht (c) anstossend an die elektrisch leitenden Harzschichten (a) und (b) ist.
- 2. Elektrisch leitendes Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Substrat aus einem Papier mit einer Stärke von 30 bis 100 Mikron besteht.
- 3. Elektrisch leitendes Substrat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kationische elektrisch leitende Harz aus einem thermoplati scher* Polymeren mit einer an die Haupt- oder Seitenkette des Polymeren in einer Konzentration von 200 bis 1000 Milliäquivalenten je 100 g des Polymeren gebundenen quaternären Ammoniumgruppe und einem einwertigen Anion als dem Gegenion besteht.609846/0922
- 4. Elektrisch leitendes Substrat nach Anspruch 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, dass das anionische elektrisch leitende Harz aus einem thermoplastischen Polymeren mit einer anionischen Gruppe aus der Gruppe von Carbonsäure-, Sulfonsäure- und Phosphonsäuregruppen, die an der Hauptoder Seitenkette des Polymeren in einer Konzentration von 200 bis 1200 Milliäquivalenten je 100 g des Polymeren gebunden sind, und einem einwertigen Kation als Gegenion besteht.
- 5- Elektrisch leitendes Substrat nach Anspruch 1 bis4, dadurch gekennzeichnet, ^dass die PoIysalζschicht (c) eine Stärke entsprechend 3 bis 90 % der Gesamtstärke der leitenden Schicht besitzt.
- 6. Elektrisch leitendes Substrat nach Anspruch 1 bis5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrschichtverteilungsstruktur durch Imprägnierung einer Oberfläche des porösen Substrates mit dem kationischen elektrisch leitenden Harz und Imprägnierung der anderen Oberfläche des porösen Substrates mit dem anionischen elektrisch leitenden Harz ausgebildet wurde.
- 7. Elektrisch leitendes. Substrat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass, jedes kationische und anionische elektrisch leitende Harz in einer Überzugsmenge von 0,5 bis 10 g/m aufgetragen wurde.
- 8. Elektrisch leitendes Substrat nach Anspruch 7i dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der aufgezogenen Menge (Dc) des kationischen elektrisch leitenden Harzes zu der aufgezogenen Menge (Da) des aufgezogenen anionischen elektrisch leitenden Harzes, d. h. das Verhältnis Dp/D,, innerhalb eines Bereiches von 0,4 bis 2,2 liegt.
- 9. Elektrisch leitendes Substrat nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrschichtverteilungsstruktur durch Imprägnierung einer Oberfläche des porösen609846/0922Substrates, welches mit mindestens einem Material aus der Gruppe von wasserlöslichen anorganischen Salzen und organischen feuchtigskeitsabsorbierenden Substanzen imprägniert wurde, mit dem kationischen elektrisch leitenden Harz und Imprägnierung der anderen Oberfläche des porösen Substrates mit dem anionischen elektrisch leitenden Harz hergestellt wurde.
- 10. Elektrisch leitendes Substrat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserlösliche anorganische Salz aus einem Alkali- oder Ammoniumsalz eines einbasischen anorganischen Salzes besteht und das anorganische Salz in das poröse Substrat in einer Überzugsmenge von 1 bis 15 g/m imprägniert ist.
- 11. Elektrisch leitendes Substrat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die organische feuchtigkeitsabsorbierende Substanz aus einem mehrwertigen Alkohol besteht und der mehrwertige Alkohol in dem porösen Substrat in einer Überzugsmenge von 1 bis 15 g/m imprägniert ist.
- 12. Elektrisch leitendes Substrat nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrschichtverteilungsstruktur durch Ausführung des Arbeitsganges (A), nämlich des Eintauchens des porösen Substrates in eine Lösung des kationischen elektrisch leitenden Harzes, und des Arbeitsganges (B), nämlich des Eintauchens des porösen Substrates in eine Lösung des anionischen elektrisch leitenden Harzes in der zeitlichen Reihenfolge von (A) zu (B) oder (B) zu (A), so dass eine Polysalzschicht (c), die sich über die gesamte Richtung der Stärke des porösen Substrates erstreckt, gebildet wurde, Überzugsausbildung der kationischen elektrisch leitenden Schicht (a) auf einer Oberfläche der Polysalzschicht (c) und Überzugsausbildung der anionischen elektrisch leitenden Harzschicht (b) auf der anderen Oberfläche der Polysalzschicht (c) ausgebildet wurde.609846/0922Leerseite
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: KOHLER, M., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |
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